Stabilisation chimique des boues (HU)

Traduction anglaise : Sludge chemical stabilization

Article en chantier

Dernière mise à jour : 09/03/2025

Étape du traitement des boues de station d’épuration visant à réduire le pouvoir fermentescible des boues afin de permettre leur valorisation agricole par épandage ; cette opération s'effectue sur des boues préalablement désydratées (figure 1).

Figure 1 : Place de la stabilisation chimique des boues dans les différentes filières de traitement.

Objectifs et différents procédés

Le pouvoir fermentescible des boues est responsable des odeurs désagréables et potentiellement de risques sanitaires. Il peut être neutralisé, ou du moins réduit, par l’ajout de réactifs chimiques tels que la chaux, le chlorure ferrique, le sulfate d’aluminium, etc.

Chaulage des boues

Différents types de chaux

La chaux (oxyde de calcium : $ CaO $ ou hydroxyde de calcium : $ Ca(OH)_2 $) constitue le principal réactif utilisé pour stabiliser les boues.

Il existe deux types de chaux :

• les chaux calciques qui proviennent de la calcination de calcaires purs (carbonate de calcium $ CaCO_3 $) ;
• les chaux magnésiennes qui résultent de la calcination de calcaires magnésiens, principalement des dolomies.

La chaux peut être utilisées sous trois formes distinctes

• la chaux vive, qui contient principalement de l’oxyde de calcium ($ CaO $) et s’obtient après calcination dans un four d’un carbonate, au-dessus de 900 °C ;
• La chaux éteinte, qui contient majoritairement de l’hydroxyde de calcium ($ Ca(OH)_2 $) et qui résulte d'une hydratation contrôlée de la chaux vive (on parle également de chaux hydratée) ;
• Le lait de chaux, qui est constitué par une suspension de particules d’hydroxyde de calcium.

La chaux éteinte se présente sous la forme d'une poudre et le lait de chaux sous une forme liquide ou pâteuse.

Mise en œuvre du procédé

Le traitement est le plus souvent mis en œuvre en mélangeant le plus étroitement possible les boues déshydratées avec de la chaux vive et en stockant les boues ainsi traitées dans une enceinte fermée. La mise en contact des boues humides avec la chaux vive produit une réaction chimique exothermique (dégageant de la chaleur) et permet d'obtenir des boues fortement basiques (pH > 12) et très pâteuses (siccité supérieure à 30 %).

L'élévation de température (qui peut dépasser 60°) élimine une partie importante des bactéries et le pH très élevé réduit également les risques pathogènes. les boues traitées sont hygiénisées, riches en nutriments et peuvent être utilisées en épandage.

Il est également possible d'utiliser du lait de chaux ou de la chaux éteinte sur les boues déshydratées.

Nota : Le chaulage ne réduit pas la teneur en matière organique des boues, ce qui maintient leur qualité agricole mais leur laisse la possibilité de fermenter à nouveau si les conditions du milieu redeviennent anaérobies.

Ce procédé présente l'avantage de ne nécessiter qu'un volume réduit mais nécessite l'achat des réactifs.

Pour en savoir plus :

• Heritier, P., Dieudé-Fauvel, E., Baudez., J.-C. (2008) : Le chaulage des boues : qualité du mélange et impact sur ses propriétés mécaniques ; Ingénieries eau-agriculture-territoires ; N° spécial "Les boues résiduaires : quelle caractérisation et quels impacts expérimentaux pour l'épandage agricole ?" ; pp.33-40 ; disponible sur : https://hal.inrae.fr/hal-02591310v1

Autres procédés de stabilisation chimique

D'autres réactifs sont parfois utilisés pour stabiliser les boues :

Les acides (principalement l'acide sulfurique) permet d'abaisser le pH à des valeurs de l'ordre de 2,0 à 2,5 ce qui réduit la masse des boues et minéralise très rapidement la matière organique.

Différents sels métalliques (chlorure ferrique, sulfate d’aluminium, etc.) peuvent également être utilisés pour réduire les nuisances olfactives et contrôler les dégagements de sulfures.