Assistance à maîtrise d’ouvrage pour la détermination d’une filière d’élimination des boues issues du traitement physico-chimique des lixiviats du CSDU
Le Syndicat Mixte Départemental des Déchets de la Dordogne, ci-après désigné SMD3, est chargé de la mise en œuvre du transfert, du transport et du traitement des déchets ménagers et assimilés. Il regroupe la grande majorité des communes et des établissements publics de coopération intercommunale du département de la Dordogne, responsable de la gestion des déchets ménagers.
Dans ce cadre, il gère un centre de stockage des déchets ultimes (CSDU) de classe II, situé sur la commune de Saint Laurent des Hommes (Seneuil 24400) et dont la conception et l’exploitation sont conformes à l’arrêté du 9 septembre 1997. Ce site accueille 50 000 tonnes d’ordures ménagères par an et fait l’objet d’une autorisation d’exploiter jusqu’en 2010.
Le site est certifié ISO 14001 depuis août 2006.
Les lixiviats produits au sein des casiers sont collectés par un réseau de drains (en fond de casier) et de pompes de relevage. Ils sont ensuite dirigés vers une lagune aérée qui assure un abattement de la pollution organique biodégradable.
L’effluent ainsi traité est alors pompé vers une unité de traitement physico-chimique qui réalise le traitement des lixiviats selon les étapes suivantes :
- coagulation, destinée à neutraliser puis coaguler les particules colloïdales,
- floculation qui favorise la formation de flocs plus volumineux facilement flottables permettant ainsi de séparer l’eau traitée et les boues produites.
- flottation.
Les boues du flottateur sont ensuite envoyées vers un bassin de stockage de 200 m3 avant traitement. Environ 2 000 m3 de boues sont ainsi produites par an à une siccité d'environ 1 à 4 %.
L’arrêté préfectoral d’autorisation d’exploiter stipule que « les boues issues du traitement physico-chimique seront réinjectées dans les casiers » de stockage des ordures ménagères (après déshydratation, siccité 30 %), en respectant la réglementation en vigueur. (Arrêté du 9 septembre 1997 modifié relatif aux installations de stockage de déchets non dangereux).
L’étude réalisée par l’OIEau a pour objet de proposer au SMD3 la filière pérenne la plus adaptée pour éliminer les boues issues du traitement physico-chimique in situ des lixiviats du Centre de Stockage des Déchets Ultimes (CSDU) de Saint Laurent des Hommes.
Ainsi, le SMD3 a souhaité étudier les différentes possibilités de déshydratation mécanique.
12 m3 de ces boues ont été livrées sur le site de La souterraine où elles ont été stockées dans des cuves munies d’un système d’aération afin de conserver l’état de fraîcheur des boues avant et pendant les essais de déshydratation.
La prestation de l’Office International de l’Eau répondait à deux objectifs :
- réaliser une analyse technico-économique des filières d’élimination envisageables pour les boues issues de la station de traitement des lixiviats du CSDU en prenant en compte les contraintes du site et le contexte (quantité produite, siccité initiale, durée prévisionnelle d’exploitation du physico-chimique…);
- proposer le meilleur compromis technico-économique pour les filières retenues en faisant une estimation des coûts d’exploitation et d’investissement.
Les boues issues du traitement des lixiviats du CSDU sont particulièrement difficiles à déshydrater pour les raisons suivantes :
- boues colloïdales (anaérobiose en entrée, croissance en lagunage aéré, lagunage aérobie – anaérobie facultatif),
- compressibles,
- proportions importantes de coagulant minéral et de floculant anionique provenant du flottateur,
- légèreté de la boue liée à l’utilisation de chlorure d’aluminium.
Le filtre à bandes a permis d’atteindre une siccité maximale de 12,4%, ce qui rend impossible l’enfouissement en CSDU. La valorisation agricole des boues est possible en sortie de filtre à bandes sous réserve des teneurs en éléments en trace métallique et organo-halogénés. Les boues déshydratées par filtre à bandes peuvent être admises en unité de compostage des boues. Par contre, les retours en tête sont chargés et les taux de capture furent peu satisfaisants, ce qui peut avoir un impact négatif sur le fonctionnement de la file de traitement des lixiviats.
Les trop faibles performances relevées lors des essais de déshydratation sur centrifugeuse n’autorisent pas le recours à cette technologie.
Le filtre presse a permis d’atteindre des siccités supérieures à 30%. L’enfouissement en CSDU est donc possible. La valorisation agricole des boues est également envisageable sous réserve de la vérification des compositions en éléments en traces. Les boues déshydratées par filtre presse peuvent être admises en unité de compostage des boues. Les qualités de filtrats sont satisfaisantes. La technologie « Filtre presse » offre donc les meilleures performances tant sur les siccités atteintes que sur les taux de capture et sur la destination finale de la boue.
Suite à l’étude technique, la filière de traitement à retenir est le filtre presse. Il convient alors de mettre en place cette technique de déshydratation mécanique dans la mesure où la technologie requise doit permettre la destination finale la plus économique et la moins contraignante : la mise en casier.
L’étude économique s’appuie sur ce choix technique.
Trois types de conditionnement des boues peuvent être envisagés sur filtre presse : chlorure ferrique + chaux ou chaux seule ou polymère + sciures. Les conditionnements à la chaux seule ou au polymère + sciure semblent les plus pertinents.
Toutefois, le conditionnement à la chaux seule présente les inconvénients de la surproduction de boues déshydratées liée au taux de conditionnement très élevé et des risques d’entartrage accéléré de l’unité de déshydratation. Point positif, les boues conditionnées à la chaux seule sont de facto-stabilisées par augmentation du PH.
A l’inverse, les boues conditionnées au polymère + sciure ne sont pas stabilisées, mais subissent une augmentation de leur quantité moins conséquente.
Trois options de filtres presse ont été étudiées (soit 6 options au total : filtre standard ou filtre mécanisé ou filtre 100% automatique.
L’étude économique tend à démontrer que l’option à retenir serait celle d’un filtre presse mécanisé avec conditionnement à la chaux seule ou avec conditionnement au polymère et à la sciure.
