Les techniques de stabilisation biologique des boues d'épuration vont consister essentiellement à ralentir, voire stopper les fermentations désagréables, à l'origine de nuisances olfactives.
Traitement biologique des boues
- Suivre la logique de biodégradation en consommant la fraction rapidement biodégradable de la boue selon un procédé biologique contrôlé, par digestion anaérobie ou stabilisation aérobie sur les boues liquides, ou par compostage sur les boues pâteuses.
- Sortir la boue de son domaine de biodégradation en modifiant le pH (chaulage), ou en rendant l'eau indisponible (abaissement de l'activité de l'eau par séchage). Ces deuxièmes voies ne sont cependant pas pérennes ; si la boue retourne dans ses conditions initiales, les fermentations reprennent.
Stabilisation biologique par digestion
En traitement des boues urbaines, la digestion mésophile (autour de 35°C) des boues en culture libre est très répandue.
De même, la digestion des effluents liquides industriels fortement chargés en DBO (demande biologique en oxygène) est souvent pratiquée via des techniques de lits fixes ou fluidisés.
Dans un digesteur, les matières organiques digérables, dissoutes ou particulaires, subissent d'abord une hydrolyse en composés simples par des enzymes spécifiques. Une flore acidogène produit alors des composés acides à partir de ces molécules élémentaires.
Enfin, une gazéification est effectuée par une flore méthanogène, permettant une dégradation poussée des MV et la production de biogaz.
L'équilibre de l'écosystème est obtenu en maintenant les valeurs du pH, TAC (titre alcalimétrique complet) et AGV (acide gras volatil) dans une gamme de valeurs précises.
Les dévolutions du biogaz
Le biogaz peut ensuite subir les dévolutions suivantes :
- une incinération à la torchère (cet élément étant de toutes façons indispensable pour des raisons de sécurité),
- une utilisation comme combustible sur la chaudière permettant le maintien en température du digesteur,
- une utilisation comme carburant de moteur à gaz, après désulfurisation éventuelle, permettant de récupérer 2 à 2.2 kWh électrique/Nm3 brûlé et d'assurer, en outre, le maintien en température du digesteur.
Stabilisation aérobie thermophile
La stabilisation aérobie peut être mise en œuvre à température ambiante.
La stabilisation aérobie thermophile consiste à soumettre, pendant plusieurs jours, des boues épaissies à une bio-oxydation aérobie à 55°C. Cette technique a surtout été pratiquée aux USA, en Allemagne et en Suisse sur des boues urbaines. Relativement onéreuse, elle présente toutefois l'avantage de bien hygiéniser la boue mais dégrade moins la pollution qu'une digestion anaérobie.
Stabilisation biologique par compostage
Cette technique consiste à mélanger des boues pâteuses avec un coproduit ligno-cellulosique afin de conférer au mélange ainsi constitué une siccité et un degré de vide suffisants pour permettre une décomposition des matières organiques, par aération naturelle ou forcée, sur une durée de plusieurs semaines.
Elle peut être applicable à de petits volumes. Une station d'épuration produisant des boues épandables peut envisager cette technique. Le compost obtenu est léger (densité voisine de 500 kg/m3), stabilisé (absence d'odeurs) et facile à manutentionner.
Un autre avantage de cette technique est qu'elle consomme également un coproduit qui peut lui même être un déchet industriel : sciure, copeaux, écorce, carton, ordures ménagères triées. Cette technique s'inscrit donc bien dans un schéma global d'élimination des déchets banals.
