Décoloration du lixiviat de décharge : une étude de cas d'essai en quatre étapes avec des bocaux

DéchargeMaisLes eaux usées sont parmi les plus difficiles à clarifier car elles peuvent contenir des matières organiques de couleur foncée, des matières en suspension, des particules colloïdales, de l'azote ammoniacal, des sels dissous et des composés réfractaires.

Dans ce test en bocal de laboratoire, une décharge sombreMaisL'échantillon a été traité selon un procédé chimique en quatre étapes :

Agent décolorant pour l'eau → PAC → Ajustement du pH → PAM anionique

Le but du test était de réduire la couleur visible, de déstabiliser les polluants en suspension et colloïdaux, de former des flocs plus gros et d'améliorer la séparation solide-liquide.

Les doses chimiques testées étaient les suivantes :

• Agent décolorant pour l'eau: 500 ppm
• Chlorure de polyaluminium (PAC) : 1 000 ppm
• Alcali : ajouté jusqu'à ce que le pH reMaised environ 7
• Polyacrylamide anionique: ajouté pour la floculation, le dosage étant ajusté en fonction de la formation des flocs

Le résultat visuel final a montré une réduction notable de la couleur et la formation de flocons plus gros et plus faciles à séparer.

Le défi du traitement

La composition du lixiviat des décharges varie considérablement en fonction de l'âge de la décharge, de la composition des déchets, des précipitations, des conditions saisonnières et du stade biologique de la décharge.

Un échantillon typique de lixiviat foncé peut présenter plusieurs difficultés de traitement :

• Couleur intense et persistante
• Substances humiques et fulviques dissoutes
• Particules fines en suspension et colloïdales
• Mauvaise stabilisation naturelle
• pH fluctuant et concentration de contaminants
• Composés organiques réfractaires
• Consommation élevée de produits chimiques lorsque seuls des coagulants conventionnels sont utilisés

Le PAC peut éliminer certains solides en suspension et polluants colloïdaux, mais il peut ne pas permettre une réduction de couleur suffisante lorsque le lixiviat contient une forte concentration de matières organiques colorées dissoutes.

C’est pourquoi le test a introduit un agent décolorant spécialisé pour l’eau avant la coagulation PAC.

Procédé de traitement par test en bocal

Ces dosages ont été sélectionnés pour cet échantillon d'eau particulier. Les dosages réels en fonctionnement doivent toujours être confirmés par des essais de floculation avec des eaux usées représentatives.

Étape 1 : Ajouter 500 ppm d’agent décolorant pour l’eau

La première étape du traitement consistait en l'ajout de 500 ppm d'agent décolorant pour l'eau.

Le décolorant est un polymère cationique conçu pour interagir avec les substances colorées chargées négativement et les particules organiques. Il contribue à déstabiliser les composés responsables de la couleur foncée du lixiviat de décharge.

Après l'ajout du produit chimique, un mélange rapide et suffisant est nécessaire pour le répartir dans les eaux usées et favoriser le contact avec les polluants ciblés.

L'ajout du décolorant avant le PAC est important car il commence à rompre la stabilité du système organique coloré avant que la coagulation conventionnelle n'ait lieu.

Étape 2 : Ajouter 1 000 ppm de PAC

Après avoir bien mélangé le décolorant, on a ajouté 1 000 ppm de chlorure de polyaluminium.

Le PAC assure la neutralisation des charges et la coagulation. Il capture les polluants déstabilisés, les fines particules en suspension et les particules colloïdales, favorisant leur agrégation.

À ce stade, des microflocs commencent à apparaître. Cependant, ils peuvent encore être trop petits ou trop fragiles pour une décantation ou une flottation efficace. Un floculant polymère est donc nécessaire lors de l'étape finale de traitement.

Étape 3 : Ajuster le pH à environ 7

L'ajout de PAC peut modifier le pH des eaux usées et consommer l'alcalinité. Après coagulation, un alcali a été ajouté pour ramener le pH à environ 7.

Le maintien d'un pH approprié est important car les performances chimiques, la structure des flocs et la déstabilisation des polluants peuvent toutes être affectées par l'environnement réactionnel.

Pour cet échantillon, un pH neutre a fourni des conditions appropriées pour l'étape de floculation anionique PAM ultérieure.

Il convient de mesurer le pH plutôt que de l'estimer, car l'alcalinité du lixiviat de décharge peut varier considérablement d'un échantillon à l'autre.

Étape 4 : Ajouter du PAM anionique pour la floculation

Du polyacrylamide anionique a été ajouté après l'ajustement du pH.

Le PAM a lié les petites particules et les microflocs formés lors des étapes précédentes, produisant des flocs plus gros et plus denses. Cette action de pontage polymère a amélioré la visibilité et la séparabilité de la phase solide.

Après l'ajout du PAM, mélanger délicatement. Un mélange trop rapide risque de briser les flocs nouvellement formés et de réduire l'efficacité de la séparation.

Le dosage exact de PAM n'était pas fixé dans cette description de cas et devrait être optimisé en fonction de :

• Taille des flocons
• force des flocons
• Comportement de sédimentation ou de flottaison
• Clarté du surnageant
• Volume de boues
• Turbidité résiduelle

Un surdosage de PAM peut augmenter la viscosité, produire des flocs peu serrés ou entraîner une mauvaise séparation. Un test de floculation dose-réponse est donc recommandé.

Pourquoi l'ordre d'addition chimique est important

Ces quatre substances chimiques remplissent des fonctions différentes mais complémentaires :

1. L'agent décolorant pour l'eau cible les composés organiques colorés difficiles à atteindre.
2. Le PAC coagule les polluants déstabilisés et les fines particules en suspension.
3. L'alcali ramène le pH de la réaction à une plage appropriée.
4. Le PAM anionique forme de gros flocs pour la séparation physique.

Modifier cet ordre peut réduire l'efficacité du traitement.

Par exemple, l'ajout de PAM avant la coagulation peut entraîner une consommation inutile de polymère, car les polluants n'ont pas encore été suffisamment déstabilisés. De même, un ajustement du pH uniquement au début peut s'avérer inefficace si le PAC le diminue par la suite.

Résultat du traitement observé

La comparaison visuelle après traitement a montré :

• Réduction notable des couleurs
• Formation de flocons visibles
• Amélioration de l'agrégation des matières en suspension
• Séparation plus nette entre les phases liquide et solide
• Meilleures conditions pour la sédimentation ou la flottation à air dissous

Le test démontre qu'un processus combiné de décoloration, de coagulation et de floculation peut être plus efficace que l'utilisation du seul PAC.

Il s'agissait toutefois d'un test visuel en jarre. Aucun résultat numérique concernant la couleur, la DCO, l'azote ammoniacal ou les matières en suspension totales n'a été fourni. Par conséquent, aucune affirmation quantitative de pourcentage d'élimination ou de conformité aux normes de rejet ne saurait être tirée de cette seule expérience.

Domaines d'application de ce processus

En fonction des caractéristiques du lixiviat et des objectifs du traitement, ce procédé chimique peut être utilisé comme :

• Prétraitement avant traitement biologique
• Prétraitement avant filtration membranaire
• Une étape de clarification avant l'oxydation avancée
• Un traitement de polissage après un traitement biologique
• Traitement d'urgence lors des fluctuations du débit
• Une étape d'amélioration de la séparation des boues

Le site de traitement optimal doit être sélectionné en fonction du flux de traitement complet et des polluants à éliminer.

Sédimentation ou DAF ?

La méthode de séparation finale dépend du comportement des flocs.

Si les flocs sont denses et se déposent rapidement, un bassin de sédimentation peut convenir. Si les boues ont tendance à flotter ou contiennent du gaz, de l'huile ou des matières solides de faible densité, la flottation à air dissous peut offrir une meilleure séparation.

Un test de floculation doit donc évaluer non seulement la réduction de la couleur, mais aussi si les boues générées se déposent ou flottent.

Considérations importantes relatives à la mise à l'échelle

Avant de transférer les résultats de laboratoire à une station d'épuration des lixiviats de décharge à grande échelle, les paramètres suivants doivent être confirmés :

• Volume quotidien des eaux usées
• pH et alcalinité de l'influent
• Couleur et turbidité
• DCO et DBO
• Azote ammoniacal
• matières en suspension totales
• Conductivité et sels dissous
• Procédé biologique ou membranaire existant
• Équipements de mélange disponibles
• Capacité de sédimentation ou de DAF
• exigences en matière de production et de déshydratation des boues

Les doses de produits chimiques doivent être testées sur différents échantillons de lixiviat, car les précipitations saisonnières et les conditions de la décharge peuvent modifier la qualité de l'eau.

Ce que ce processus ne supprime pas complètement

La coagulation et la floculation chimiques peuvent améliorer la couleur, la turbidité et la séparation solide-liquide, mais il ne faut pas s'attendre automatiquement à ce qu'elles éliminent tous les polluants présents dans le lixiviat des décharges.

Des traitements supplémentaires peuvent encore être nécessaires pour :

• Azote ammoniacal
• sels dissous
• DCO dissoute réfractaire
• métaux lourds
• composés toxiques spécifiques
• Conformité finale de la décharge

Un traitement biologique, l'élimination de l'ammoniac, la filtration membranaire, le charbon actif ou une oxydation avancée peuvent être nécessaires en fonction de la qualité d'eau recherchée.

Foire aux questions

?Le PAC peut-il à lui seul traiter le lixiviat des décharges ?

Le charbon actif en poudre (CAP) peut éliminer les matières en suspension et certains polluants colloïdaux, mais son efficacité en matière de décoloration peut être limitée lorsque le lixiviat contient des concentrations élevées de substances humiques dissoutes et de composés organiques colorés réfractaires. Un décolorant spécialisé peut améliorer le résultat.

?Pourquoi ajoute-t-on l'agent décolorant l'eau avant le PAC ?

Le décolorant déstabilise et capture d'abord les composés organiques colorés. Le PAC coagule ensuite ces polluants déstabilisés avec les particules en suspension et colloïdales.

?Pourquoi le pH a-t-il été ajusté après l'ajout de PAC ?

Le PAC peut abaisser le pH des eaux usées et consommer l'alcalinité. L'ajustement du pH après le traitement au PAC garantit que le milieu réactionnel final est adapté à la floculation par PAM.

?Le PAM cationique peut-il remplacer le PAM anionique dans ce processus ?

Pas automatiquement. Le choix du polymère dépend des caractéristiques de charge des particules traitées, du comportement des boues et de la méthode de séparation souhaitée. Dans ce test, le PAM anionique a assuré la floculation, mais il convient de comparer d'autres qualités par des essais de floculation.

?Une concentration de 500 ppm de décolorant et de 1 000 ppm de PAC est-elle adaptée à tous les lixiviats ?

Non. Il s'agissait des dosages utilisés pour cet échantillon précis. Différents lixiviats de décharge peuvent nécessiter des dosages plus faibles ou plus élevés en fonction de leur couleur, de leur DCO, de leur pH, de leur alcalinité et de leurs matières en suspension.

?Une eau visiblement plus claire signifie-t-elle qu'elle respecte les normes de rejet ?

Non. L'amélioration visuelle ne confirme pas la conformité aux normes en matière de DCO, d'azote ammoniacal, de métaux lourds ou autres réglementations. Une analyse en laboratoire est nécessaire après traitement.

Demander un test de lixiviat de décharge

Bluwat Chemicals fournit des agents décolorants pour l'eau, du PAC et du polyacrylamide pour la clarification des eaux usées industrielles.

Pour évaluer un programme de traitement des lixiviats de décharge, nous recommandons de fournir les informations suivantes :

• Source du lixiviat
• Volume quotidien des eaux usées
• Processus de traitement actuel
• pH de l'influent
• Couleur, DCO, azote ammoniacal et MES
• Dosages chimiques existants
• Norme de rejet ou de réutilisation requise
• Photos ou vidéos de l'eau non traitée et des boues

Un échantillon d'eau représentatif peut ensuite être analysé afin de déterminer la combinaison chimique appropriée, la plage de dosage et la méthode de séparation solide-liquide.

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