Etude comparative des digestions aérobie et anaérobie de boues biologiques urbaines traitées par procédés physique, chimique et thermique : application pour la réduction de la production de boues

Comparative study of the digestion of urban biological sludge pretreated by physical, chemical, and thermal processes : applied to reduce sludge production

• Auteur / Autrice : Mohammad Reza Salsabil
• Direction : Magali Casellas-Français, Christophe Dagot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et microbiologie de l'eau
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biogaz

Méthanisation

Ozonation

Solubilisation

Boues d'épuration -- Digestion

Résumé

Une étude comparative de la digestion aérobie et anaérobie de boue d’épuration ayant subi trois techniques de prétraitements est présentée dans le cadre de la réduction de la production de boue. Les trois techniques sont les ultrasons, des traitements thermiques et l’ozonation. L’efficacité globale des différents traitements et les coûts engendrés sont évalués pour démontrer leur efficacité. Les meilleurs résultats en terme de Solubilization ont été obtenus avec traitement aux ultrasons pour une énergie spécifique de 200000 kJ. Kg-TSS-1 et 50W, avec oxydation à l’ozone avec une dose of 0. 101gO3. G-TSS-1, avec un traitement thermique à 90°C pendant 60 minutes. Ce dernier permet une meilleure Solubilization de la DCO et de la DBO comparé aux traitements aux ultrasons et à l’ozone. Une étude comparative de la digestion aérobie et anaérobie des boues prétraitées par les trois techniques montre que le traitement aux ultrasons amène à la réduction de boue la plus importante, avec le coût le plus faible (33% de réduction, comparé à l’échantillon non traité en aérobie). De plus, le traitement aux ultrasons suivi de la digestion, qu’elle soit aérobie ou anaérobie, correspond en terme de biodégradation, au plus fort taux DCO soluble, de valeurs de qCOD, d’efficacité de réduction des MES et MV et de taux de biodégradabilité. Cependant, la digestion anaérobie, en raison de la récupération possible du biogaz, est économiquement et environnementalement plus intéressante que la digestion aérobie.

A comparative study of aerobic and anaerobic digestion of sludge after three pretreatment techniques in the aim of enhancing sludge reduction has been proposed. The disintegration and solubilization techniques are based on mechanical (US), thermal (Bain-Marie and autoclave), and oxidative (ozonation) treatments. An evaluation of the efficiency of the global treatment and the economic aspects was performed to demonstrate their efficiency. The best solubilization results were obtained with ultrasound treatment with specific energy of 200000 kJ. Kg-TSS-1 and 50W, ozonation treatment with an ozone dose of 0. 101gO3. G-TSS-1 and thermal treatment at 90°C duration 60 minutes. In the solubilization step, thermal treatment is more successful in solubilization of COD and BOD when compared to ultrasonic and ozonation treatments. In contrast, ultrasonic pre-treatment is more successful in solubilization of TSS, VSS and DDCOD compared to ozonation and thermal pre-treatments. A comparative study of the aerobic and anaerobic biological digestion of sludge samples pretreated by US, thermal, and ozonation pretreatments revealed that sonication led to the highest sludge production reduction and the lowest elimination expenses (33% cost reduction compared to non pretreated sample digested in aerobic digester). Moreover, in terms of biodegradation, the highest rate of soluble COD, qCOD values, TSS and VSS removal efficiency, and biodegradability (BOD5/CODS) for both conditions (aerobic and anaerobic) correspond to the digestion of sludge pretreated by ultrasonic. Anaerobic digestion, because of a potential biogas recovery, is economically and environmentally more effective than its aerobic counterpart.