Simultaneous sewage sludge digestion and metal leaching using an internal loop reactor: effect of suspended solids concentration

Resume L’objectif de ce travail consistait amontrer l’effet de la concentration en solides des boues sur le procedede biolixiviation des metaux pour stabiliser et ameliorer ces boues en utilisant le soufre elementaire comme substrat. Deux series d’essais ont eterealisees en cultures discontinues, en bioreacteurs (type colonne), utilisant du soufre sous forme de blocs de 25 mm de diametre, et contenant 12 litres d’un melange de 80% de boues primaires et de 20% de boues secondaires (sur une base de matieres seches) provenant de la station d’epuration des eaux usees de la base militaire de Valcartier (Quebec, Canada). Les concentrations en matieres en suspension (MES) des differentes boues augmentaient de 8 a27 g/l pour les deux series d’essais (B et B’: huit concentrations par serie). Les resultats obtenus lors de la biolixiviation montraient que la vitesse d’acidification diminuait, alors que la production de sulfates augmentait, lorsque la concentration en solides des boues augmentait. La reduction apparente des MES et des MVS (matieres volatiles en suspension) des boues lixiviees etait nettement superieure acelle obtenue pour les boues stabilisees aerobies (temoins), et les valeurs de la constante de degradation des matieres biodegradables ( k d ) decroissaient lineairement lorsque la concentration en MES augmentait. Les taux de solubilisation des differents metaux, lors de la biolixiviation-stabilisation diminuaient, lorsque les concentrations en solides des boues augmentaient et etaient pour: Cd, 43 a79%; Cr, 22 a38%; Cu, 75 a97%; Fe, 40 a54%; Mn, 88 a98%; Ni, 25 a40%; Pb, 37 a89%; Zn, 76 a100%; P, 30 a34%; K, 47 a60%. Le choix de la forme de soufre conduit ala formation, dans certains endroits du bioreacteur, de zones anoxiques ouse produit un phenomene de denitrification effectuepar les bacteries arespiration anaerobie. Alors que la concentration en potassium soluble diminue generalement, le phosphore et l’azote ammoniacal passent en solution en fin de biolixiviation. Malgreces changements, la phase solide des boues lixiviees garde presque entierement ses valeurs fertilisantes.