Formation _Lixiviat de CET_jour2_

PROJET AGID
ATELIER « LIXIVIAT DE CET »
25 ET 26 SEPTEMBRE 2018
MASCARA, ALGÉRIE
JOUR 2

ATELIER « LIXIVIAT DE CET » -
RAPPEL DU JOUR PRÉCÉDENT

RAPPEL JOUR 1
• Prendre du recul par rapport à la problématique du lixiviat
• Rappeler pourquoi il est important de traiter le lixiviat
• Faire le choix des paramètres suivis dans le lixiviat
• Pouvoir interpréter les résultats d’analyse dans la gestion du CET et du
traitement du lixiviat
• Pouvoir intégrer les différents éléments (dont les analyses) intervenant
dans le choix des stratégies de traitement du lixiviat
• Illustrer les diverses stratégies / technologies de traitement du lixiviat
• Formation pratique : concepts applicables sur le terrain
OBJECTIFS DE L’ATELIER « LIXIVIAT DE CET »

RAPPEL JOUR 1
Eléments déterminant
les paramètres à suivre
dans le lixiviat
STRUCTURE DE L’ATELIER « LIXIVIAT DE CET »
Jour 1 :
• Introduction
• Partie 1 : Cadre règlementaire
• Partie 2 : Paramètres d’analyse
• Partie 3 : Production et composition du lixiviat
• Partie 4 : Impact et évolution des substances sur l’environnement et la
santé humaine
Jour 2 :
• Partie 5 : Stratégies de traitement du lixiviat
• Partie 6 : Exemples de cas
• Débat et questions-réponses

RAPPEL JOUR 1
RÉSUMÉ CADRE RÈGLEMENTAIRE
• Législation / règlementation est une source importante d’information dans
le choix des paramètres d’analyse et la fréquence / modalités
d’échantillonnage -> responsabilité au regard de sanctions !
• Valeurs-seuil au rejet (à l’émission) ou objectifs de qualité dans le milieu
récepteur (à l’immission)
• Notions de concentration et charge
• Rejet dans réseau public différent de rejet dans le milieu naturel
• Référence générale dans le cas présent : Décret exécutif n° 06-141 et
éventuellement arrêté ministériel

RAPPEL JOUR 1
• Choix (et fréquence) des paramètres à analyser dans le lixiviat lié à :
– Législation / règlementation (attention aux aspects « responsabilité »)
– Substances avec impact sur le milieu récepteur ou les réseaux
d’égouttage / STEP publiques en aval (et/ou la santé humaine)
– Choix d’une filière de traitement du lixiviat
– Gestion d’une STEP au jour le jour
– Suivi d’un CET
• Certains paramètres représentent directement une (ou des) substance(s),
d’autres sont représentatifs de certaines propriétés d’un groupe de
molécules
• Importance des bonnes pratiques d’échantillonnage et de conservation /
gestion des échantillons
RÉSUMÉ PARAMÈTRES D’ANALYSE

RAPPEL JOUR 1
• Le CET est un réacteur biologique (anaérobie), l’ensemble des processus
s’y déroulant déterminent la qualité du lixiviat
• Importance de l’humidité des déchets sur l’activité biologique
• Certains paramètres sont prépondérants
• Evolution de la qualité du lixiviat en fonction du temps :
– Rapport DBO/DCO (biodégradabilité)
– Rapport N/C
• Importance par rapport à l’impact du CET, relation à la règlementation et
mise en place / adaptation de la stratégie de gestion / traitement du
lixiviat
RÉSUMÉ PRODUCTION ET COMPOSITION DU LIXIVIAT

RAPPEL JOUR 1
• Le lixiviat de CET doit être considéré comme un effluent dangereux
• Eléments toxiques pour la santé humaine
• Impact sur les sols, eaux de surface et eaux souterraines (+ atmosphère)
• Gestion / traitement indispensables
RÉSUMÉ IMPACT ET ÉVOLUTION DES SUBSTANCES

PARTIE 5 : STRATÉGIES DE
TRAITEMENT DU LIXIVIAT

5. STRATÉGIES DE TRAITEMENT
• Mise en contexte et objectifs
• Contraintes et données de base
• Comment réussir un projet de traitement de lixiviat ?
• Types de stratégies
• Stratégie de traitement « hors site »
• Stratégie de traitement « in situ »
• Stratégie de traitement « sur site »
• Principes et technologies de traitement sur site
• Résumé
CONTENU

• Les projets ne se résument pas à la technique
• Une prise de recul est nécessaire pour le choix de stratégie et technique
• Les analyses dépendent de la technologie appliquée / choisie
• Objectif de la partie 5 : donner de manière succincte les notions pour
pouvoir démarrer la réflexion sur le traitement du lixiviat
MISE EN CONTEXTE ET OBJECTIFS

• Données de base :
– Définir la capacité des installations (débit, concentration et charge),
sur base de campagnes d’analyse, de bilans hydriques
– Extrapoler les valeurs pour le futur (long terme)
– Définir les contraintes au rejet -> pourcentages de traitement :
• Référence principale = règlementation, mais fonction du milieu
récepteur, etc.
• Exemple pour rejet en eau de surface : norme sur N Kjeldahl mais
pas sur nitrates ou nitrites…
• Certains paramètres vont être déterminant sur le choix de la
solution, d’autres sont présents en faibles concentrations et/ou
seront traités normalement avec le reste (ex. : métaux lourds)
CONTRAINTES ET DONNÉES DE BASE

• Adopter une approche pragmatique !
– C’est souvent les derniers % qui sont difficiles et chers à atteindre
– Il vaut mieux faire un premier traitement de l’ensemble du débit pour
un coût et une exploitation réalistes que de chercher à atteindre le
dernier % sur seulement une portion du flux
– Travailler par étapes en fonction du budget disponible
– Se focaliser sur les paramètres principaux : DBO, une partie de la DCO
et N -> négocier avec les autorités en fonction de la règlementation
– Ne pas se focaliser sur DCO dure, couleur ou substances individuelles
– Adopter des solutions rapidement (ex. : déversement dans les réseaux
d’assainissement) plutôt que de déverser lixiviat brut
Le pire est de ne rien faire…

• Identifier les contraintes principales (hormis le budget) :
– Variabilité de la qualité, quantité et charge dans le temps
– Superficie disponible
– Gestion des co-produits
– Possibilité de raccordement électrique et consommation énergétique
– Disponibilité des réactifs
– Facilité d’exploitation
– Disponibilité et formation du personnel
– Délais et planning (mise en œuvre en plusieurs étapes ?)
– Bruits et odeurs
– Sécurité

• Choix de la stratégie et de la technologie :
– Prendre en compte les données de base et les contraintes
– Faire des essais en laboratoire et pilotes
– Prendre en compte le coût d’investissement et d’exploitation (énergie,
main d’œuvre, réactifs, maintenance, analyses, etc.)
• Prévoir le budget dès la planification du CET
• Prendre en compte au niveau budget :
– Le coût d’investissement et d’exploitation
– Tous les coûts annexes (transport lixiviat, raccordement électrique, …)
• Impliquer toutes les parties (maitre de l’ouvrage, bureau d’études,
exploitant, gestionnaire du milieu récepteur, etc.) -> sponsors
COMMENT RÉUSSIR UN PROJET DE TRAITEMENT DE LIXIVIAT ?

• Bien identifier le milieu récepteur
• Evaluer l’impact environnemental global
• Construire et mettre en service l’installation au bon moment dans la vie du
CET
• Bien monter le marché (partie contractuelle) et écrire le cahier des charges
(exigences, garanties, domaine de traitement garanti, etc.)
• Assurer une bonne mise en service des installations
• Assurer une bonne réception des installations
• Assurer la formation des exploitants
• Pratiquer une maintenance préventive
• Remplacer les pièces défectueuses
COMMENT RÉUSSIR UN PROJET DE TRAITEMENT DE LIXIVIAT ?

Sur site
Hors site
TYPES DE STRATÉGIES
Source : Cervantes (2009)

• Traitement dans une STEP municipale
• Limiter la proportion : habituellement entre 0,1 et 5 % en volume
• Vérifier si la STEP peut gérer cette charge supplémentaire (surtout en N)
et les effets de toxicité éventuels
• Vérifier impact sur la qualité et quantité de boues produites
• Souvent utilisé les premières années du CET, avant la mise en place d’une
solution définitive sur site
• Bien mieux que ne rien faire…
STRATÉGIE DE TRAITEMENT « HORS SITE »

• Recyclage du lixiviat au sein de la masse de déchets du CET pour accélérer
la dégradation de ces derniers (atteindre plus rapidement la phase de
maturation)
• ≠ simple stockage dans le casier
• Relativement expérimental
• Ne pas dépasser un certain taux de recyclage :
– Attention à l’accumulation du lixiviat dans le CET
– Solubilisation éléments inhibiteurs de la méthanisation
– Accumulation d’ammonium -> recyclage devrait se faire avec lixiviat
(pré)traité
• Phytocapping : couverture du CET par de la terre et des plantes et
irrigation de ces dernières avec le lixiviat recirculé -> traitement par les
plantes et le sol
STRATÉGIE DE TRAITEMENT « IN SITU »

• Station d’épuration du lixiviat
• Un procédé rarement utilisé seul :
– Plusieurs étapes, fonction de l’exigence au rejet (et des autres
contraintes)
– Certains procédés plus adaptés à une étape précise (ex.:
prétraitement, post-traitement)
– Peut être mis en place en plusieurs étapes
• Ne pas négliger l’infrastructure d’amenée et rejet du lixiviat
STRATÉGIE DE TRAITEMENT « SUR SITE »

• Cibles principales = matières organiques et azote (ammoniaque),
éventuellement couleur/composés spécifiques si post-traitement
• Avant tout : bassin(s) de stockage / égalisation
• Procédés biologiques :
– Intensifs :
• boues activées,
• SBR,
• MBR,
• MBBR,
• etc.
– Extensifs : lagunage
PRINCIPES ET TECHNOLOGIES DE TRAITEMENT : VUE D’ENSEMBLE

• Procédés physico-chimiques :
– Coagulation – floculation - précipitation
– Stripping de l’ammoniaque
– Adsorption par du charbon actif
– Echange d’ions
– Oxydation avancée
– Séparation membranaire
– Evaporation
• Procédés « naturels » : filtres plantés, marais reconstitués, cultures
énergétique
• Autres plus expérimentaux
PRINCIPES ET TECHNOLOGIES DE TRAITEMENT : VUE D’ENSEMBLE

• Etape 1 - ammonification : N organique -> N-NH4
+
– Production d’ammonium (et ammonique à pH basique)
• Etape 2 – nitrification : N-NH4
+ + O2 + HCO3
- -> NO2
- -> NO3
-
– Requiert bactéries autotrophes, croissance faible
– Uniquement si suffisamment d’oxygène en solution
– Souvent en même temps que le traitement aérobie des matières
organiques
– Consomme de l’alcalinité
– Production de nitrates via les nitrites
– Est déjà une forte amélioration (serait suffisant d’après décret 06-141)
PRINCIPES ET TECHNOLOGIES DE TRAITEMENT :
TRAITEMENT BIOLOGIQUE DU N

• Etape 3 – dénitrification : NO3
- + C organique -> N2 + HCO3
-
– En absence d’oxygène mais besoin d’une source de carbone
– Besoin de recirculation si C présent dans eaux usées
– Besoin d’une source de C externe pour lixiviat plus vieux
(augmentation de N/C)
– Produit de l’alcalinité
• Majoritaires, mais il existe d’autres variantes et réactions plus
« exotiques »
• Ne pas négliger l’absorption du N par la biomasse lors de l’élimination de
la matière organique

Boues activées
• Basé sur deux phénomènes :
– Dégradation des polluants par des bactéries
– Agrégation des bactéries en flocs permettant leur séparation du liquide
épuré par simple décantation
• Nécessité d’une recirculation des boues pour assurer la concentration en
boues dans le réacteur
• Accumulation de matières inertes (inorganiques et organiques) et croissance
de la biomasse => nécessité d’extraire les boues
• Nitrification de l’azote si charge C assez faible
• Dénitrification si alternance de phases ou recirculation de la liqueur mixte
• Dosage de P requis (comme pour tous les procédés intensifs)
PROCÉDÉS BIOLOGIQUES INTENSIFS À CULTURES LIBRES

Boues activées

Biomasse
boues activées

Avantages - inconvénients boues activées (en général)
(source : FNDAE)

Boues activées : illustration (en général) (source : IBW)

Boues activées : illustration (en général)

Boues activées : gestion des boues

MBR
• Remplacement du clarificateur par des membranes (MF ou UF) qui
« plongent » dans la liqueur mixte
• Possibilité de s’affranchir du paramètre « décantabilité des boues »
• Concentration en boues permise plus grande (sans exagérer) => empreinte
au sol plus faible
• Peut faciliter la nitrification
• Consommation énergétique plus grande et encrassement des membranes à
gérer

MBR : illustration (en général) (source : IBW)

SBR
• Traitement et clarification dans un même bassin => Alimentation séquencée
• Gain de place et d’investissement
• Attention à la gestion et aux équipements de reprise de l’effluent traité
• Bassin ou béton ou avec membrane

SBR optimisé
• « bypass » d’une partie de la réaction de nitrification - dénitrification
• Gain énergétique
• Besoin d’un suivi précis des paramètres (sondes + automatisme)
• Développé par exemple par certaines sociétés spécifiquement pour les CET

Exemple : MBBR
• Avantage : rend la biomasse plus résistante (sources : Veolia – Suez)
PROCÉDÉS BIOLOGIQUES INTENSIFS À CULTURES FIXÉES

Lagunage anaérobie
PROCÉDÉS BIOLOGIQUES EXTENSIFS : LAGUNAGE

Lagunage aéré

Lagunage facultatif

• Coagulation – floculation - précipitation
– Ajout de chaux et / chlorure ferrique suivi de précipitation
– Précipite colloïdes (matières organiques) et métaux
• Stripping de l’ammoniaque :
– Traite à la chaux + soude : NH4
+ -> NH3
– Tour à contre courant air / eau -> volatilisation de l’ammoniaque
• Adsorption par du charbon actif :
– Coût régénération charbon
– Que pour polissage
PROCÉDÉS PHYSICO-CHIMIQUES

• Echange d’ions :
– Solution de régénération
• Oxydation avancée :
– UV, ozone, Fenton, etc.
• Evaporation :
– « passive » : lagunes d’évaporation
– Evaporateurs -> consommation d’énergie (biogaz ?)

• Séparation membranaire : Osmose inverse :
– Toujours un concentrat (20 à 30 %)
– Risque de colmatage
– Besoin d’un prétraitement et de dosage de réactifs
– Consommation électrique élevée

Séparation
membranaire
PRINCIPESETTECHNOLOGIESDETRAITEMENT:
PROCÉDÉSPHYSICO-CHIMIQUES

Séparation membranaire :
osmose inverse

• Filtres plantés et marais reconstitués :
– Mêmes principes : procédés biologiques et physico-chimiques
– Empreinte au sol élevée
– Aération passive peut être requise pour précipiter le fer
– Recirculation si concentration en N élevée
– Bilan hydrique à faire : évapotranspiration des végétaux
– Coût d’investissement non négligeable mais (très) faible coût d’exploitation
– A ne pas laisser de côté
– Zones humides à surface libre
– Filtres plantés verticaux
– Filtres plantés horizontaux
PROCÉDÉS NATURELS

• Filtres plantés et marais reconstitués : zone humide à surface libre
PROCÉDÉS NATURELS
Source : Kadlec et al. (2009)

• Filtres plantés et marais reconstitués
PROCÉDÉS NATURELS

– : spécialement développé pour le traitement du N
PROCÉDÉS NATURELS

–
PROCÉDÉS NATURELS

• Cultures énergétiques :
– Utilisation du lixiviat pour
irriguer des cultures
énergétiques (TTRC ou autre)
– Epuration conjointe via plantes
et sol
– Doit être appliqué avec
prudence et demande un suivi
– Pas applicable à tous les sols
– Lixiviat concentré doit être dilué
– Très grandes surfaces :
250 m³/ha.an (et plus)
PROCÉDÉS NATURELS
Source : Jones et al. (2005)

• Cultures énergétiques :
PROCÉDÉS NATURELS

• Il importe de définir les données de base et d’identifier les contraintes
• Pour réussir un projet de traitement de lixiviat, il faut prendre en compte
de nombreux facteurs divers, dont financier, et prendre le projet dans sa
globalité
• Adopter une approche pragmatique !
• Le traitement sur site est le plus pratiqué, avec possibilité de faire du in
situ ou un traitement hors site
• De nombreuses technologies / procédés existent pour le traitement du
lixiviat, certaines avec des caractéristiques plus favorables que d’autres,
fonction des contraintes
• Les paramètres d’analyse dépendent du type de solution choisi
RÉSUMÉ

QUESTIONS À CE STADE ?

PARTIE 6 : EXEMPLES DE CAS

6. EXEMPLES DE CAS
Jour 1 :
• Introduction
• Partie 1 : Cadre règlementaire
• Partie 2 : Paramètres d’analyse
• Partie 3 : Production et composition du lixiviat
• Partie 4 : Impact et évolution des substances sur l’environnement et la
santé humaine
Jour 2 :
• Partie 5 : Stratégies de traitement du lixiviat
• Partie 6 : Exemples de cas
• Débat et questions-réponses
STRUCTURE DE L’ATELIER « LIXIVIAT DE CET »

6. EXEMPLES DE CAS
• Objectifs
• Exemples
• Résumé
CONTENU

6. EXEMPLES DE CAS
Objectif de la partie 6 :
Illustrer les notions vues dans la partie précédente
OBJECTIFS

6. EXEMPLES DE CAS
CHAULAGE + SÉDIMENTATION + STRIPPING + COAGULATION + SBR
CET Vietnam
(186 m³/j)

6. EXEMPLES DE CAS
LAGUNAGE AÉRÉ + FILTRE À SABLE + CHARBON ACTIF
CET France
(120 m³/j)

6. EXEMPLES DE CAS
LAGUNAGE AÉRÉ + FILTRE À SABLE + CHARBON ACTIF
CET France
(120 m³/h)

6. EXEMPLES DE CAS
CET France (290 m³/j) : DCO
BOUES ACTIVÉES + COAGULATION-FLOCULATION + DÉCANTEUR
LAMELLAIRE + CHARBON ACTIF

6. EXEMPLES DE CAS
CET France (290 m³/j) : DCO
BOUES ACTIVÉES + COAGULATION-FLOCULATION + DÉCANTEUR
LAMELLAIRE + CHARBON ACTIF
Paramètre Unité Lixiviats Effluent biologie
DCO mg/l 920 260
NH4 mg/l 1.030 0,3
NO3 mg/l - 40 – 50

6. EXEMPLES DE CAS
SBR + FILTRE PLANTÉ
CET UK
(150 m³/j)

6. EXEMPLES DE CAS
CET Belgique (100 m³/j)
(source : CETB, 2009)
MBR + CHARBON ACTIF

6. EXEMPLES DE CAS
CET Belgique
(source : Thonart et al., 2005)
MBR + CHARBON ACTIF

6. EXEMPLES DE CAS
CET Belgique (remplacée depuis par une installation biologique)
OSMOSE INVERSE

6. EXEMPLES DE CAS
Pour 18 m³/h, 335 mg/l N (Nord USA):
Décantation : 12 x 12 m
Filtre vertical : 600 m²
Zone humide à surface libre : 0,74 ha
(Source : Kadlec et al., 2009)
PROCÉDÉ NATUREL

6. EXEMPLES DE CAS
Cascade d’aération pour
précipiter et oxyder le fer
(Source : Kadlec et al., 2009)
PROCÉDÉ NATUREL

6. EXEMPLES DE CAS
Zones humide + irrigation
(Suède)
(Source : Kietlinska, 2004)
PROCÉDÉ NATUREL

6. EXEMPLES DE CAS
• Chaque cas est différent, aucun ne peut être généralisé
• L’on peut s’inspirer des expériences vues ailleurs, mais il faut définir la
solution adaptée à chaque site
RÉSUMÉ

DÉBAT
QUESTIONS-RÉPONSES

MERCI POUR VOTRE
ATTENTION !
Contact :
o.bastin@almadius.com

BIBLIOGRAPHIE

BIBLIOGRAPHIE
• CETB (2009) Déclaration environnementale
• Cervantes F.J. (Ed.) (2009) Environmental technologies to treat nitrogen
pollution. IWA Publishing.
• Jones D.L., Williamson K.L. & Owen A.G. (2005) Phytoremediation of
landfill leachate. Waste Management 26.
• Kadlec R.H. & Wallace S.D. (2009) Treatment wetlands. 2nd Edition. CRC
Press.
• Kietlinska A. (2004) Engineered wetlands and reactive bed filters for
treatment of landfill leachate.
• Thonart Ph., Diabaté S.I., Hiligsmann S. & Lardinois M. (2005) Guide
pratique sur la gestion des déchets ménagers et des sites d’enfouissement
technique dans les pays du Sud. OIF.

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