digestion anaérobie des lixiviats jeunes municipaux par couplage air stripping uasb: rendement épuratoire et énergétique, et application pour codigestion lixiviats-margines, lixiviats-eaux usées.

Abstract

Le présent travail de thèse a pour objectif d’étudier la faisabilité de traitement et de valorisation énergétique des lixiviats issus des décharges municipales avec l’étude de variantes de traitement centralisé intégrant les Margines d’une part, et valorisation éventuelle en STEP à usées domestiques, d’autre part. Les essais de traitement ont été conduits à l’échelle pilote au laboratoire en mode batch et continu (UASB), sous des conditions de température mésophile. Les lixiviats utilisés sont des lixiviats jeunes caractérisés par un caractère acide (pH=4-5) et une charge importante en DCO (>42g DCO/L) et en ammonium (>800mg/l). Les performances épuratoires et rendements énergétiques ont été évalués à travers le suivi de la DCO, de l’ammonium et des AGV, ainsi que de la production journalière du biogaz et de sa composition en CH4, CO2, O2 et H2S. Les premiers résultats ont montré qu’un prétraitement d’air stripping et correction du pH est recommandé en amont de la digestion anaérobie. De même, la codigestion batch des lixiviats-eaux usées et lixiviatsmargines a donné un meilleur potentiel méthanogène par rapport à la digestion des lixiviats seuls, soit une augmentation allant de 191% à 265%. En outre, l’utilisation d’un procédé d’air stripping couplé aux réacteurs UASB s’apprête bien au traitement des lixiviats jeunes et peut contribuer à réduire de manière significative leur charge polluante tout en produisant du biogaz pauvre en sulfure et riche en méthane. Ce procédé de traitement a permis d’atteindre des rendements importants en biogaz de l’ordre de 112-123 L CH4/kg DCO éliminé, avec notamment des rendements épuratoires supérieurs à 83% et 88% respectivement pour la DCO et ammonium. De même, l’addition des Margines améliore la digestion anaérobie des lixiviats avec toutefois un effet inverse et une tendance à l’inhibition au-delà d’un apport de margines de plus de 20%. Le rendement en biogaz maximal est de l’ordre de 10-16 L/kg DCO éliminée, accompagné d’un abattement important de plus de 80% et 85%, respectivement pour la DCO et l’ammonium. De plus, et comme option de post-traitement, la recirculation de lixiviats prétraités sur les déchets enfouis améliore la production quantitative et qualitative du biogaz par rapport à la recirculation de lixiviats bruts non traités. Dans l’ensemble, les résultats obtenus montrent qu’une valorisation énergétique des lixiviats par voie anaérobie est tout à fait possible et présente l’avantage de pouvoir être appliquée en amont des techniques physicochimiques et/ou membranaires actuelles avec succès.