D.8 Cocombustion des boues (technologie émergente)

La cocombustion par incinération est une solution efficace d’élimination et de valorisation des boues. Elle s’applique aux boues de vidange déshydratées.

La cocombustion permet de détruire les agents pathogènes et d’assainir les boues. Le processus permet de produire de l’énergie qui peut ensuite être utilisée pour le chauffage ou la production d’électricité.

Considérations sur la conception

Dans le cadre de la cocombustion des boues ou, plus généralement, de la conversion thermochimique, une forme de chaleur est appliquée aux produits de l’assainissement tels que les boues de vidange, afin de détruire les agents pathogènes et d’en réduire le volume de façon très importante. De l’énergie est alors produite sous forme de chaleur. Avant l’incinération, les boues doivent être déshydratées, par exemple dans des lits de séchage non-plantés ou plantés T.9 et T.10 . La cocombustion (ou incinération) des boues avec d’autres déchets se produit à des températures de l’ordre de 850 à 900 °C. L’énergie peut être utilisée, par exemple, pour alimenter les fours à ciment. Les cendres produites peuvent être utilisées dans la construction ou rejetées en toute sécurité. Selon l’origine des boues, les cendres peuvent contenir des métaux lourds et donc présenter un danger. Les méthodes d’incinération sont notamment l’incinération de masse, l’incinération en lit fluidisé et la co-incinération avec les déchets municipaux ou en cimenterie. La pyrolyse ou la gazéification des boues de vidange sont des technologies émergentes dans le cadre des méthodes de traitement thermiques. Ces deux processus consistent à chauffer les boues dans un environnement pauvre en oxygène, ce qui empêche la combustion. La gazéification se produit à des températures supérieures à 800 °C et la pyrolyse entre 350 et 800 °C. Ces processus produisent un résidu carbonisé qui peut être utilisé dans les fours et les séchoirs de la même façon que le charbon.

Matériaux

Le plus important est de disposer d’un four pour l’incinération. Celui-ci requiert de nombreuses pièces détachées et de matériaux, notamment pour filtrer les gaz d’incinération qui présentent des risques environnementaux et sanitaires. Les matériaux sont spécifiques et rarement commercialisés sur place. La cocombustion peut également être réalisée, le cas échéant, dans une usine d’incinération des ordures ménagères existante. Des réacteurs de pyrolyse et de gazéification de petite taille peuvent être construits avec un baril de pétrole et un brûleur que l’on peut acheter localement.

Contexte

La cocombustion des boues est une solution acceptable si une usine d’incinération des ordures ménagères est située à une distance raisonnable en raison des coûts de transport. S’il existe un incinérateur fonctionnel, cette technologie peut être utilisée immédiatement dans la phase de réponse aiguë d’une urgence, car le prétraitement requis consiste simplement à assécher les boues. S’il n’existe pas de structure fonctionnelle, cette technologie ne peut convenir que dans la phase de relèvement, sachant que les besoins en termes de compétences, d’organisation institutionnelle et de ressources financières pour mettre en œuvre un tel système sont très élevés.

Fonctionnement et entretien

Le fonctionnement et l’entretien d’un incinérateur et d’un réacteur de pyrolyse ou de gazéification nécessite l’intervention de personnel hautement qualifié, en particulier en raison des températures élevées. Il est indispensable d’assurer un suivi et un contrôle permanent des installations et du réacteur.

Santé et sécurité

Outre la chaleur, l’incinération et la pyrolyse produisent des matériaux polluants gazeux, du goudron, des cendres et des déchets non-brûlés. Ceux-ci doivent être traités et stockés de façon sûre, car ils peuvent présenter des risques sanitaires et environnementaux.

Coûts

Les coûts de construction d’un incinérateur sont très élevés ainsi que les coûts d’exploitation et de maintenance, car le fonctionnement fait appel à du personnel spécialisé. Il faut également prendre en compte les coûts de transport vers l’usine d’incinération qui est la plupart du temps située en dehors des agglomérations urbaines. Les coûts d’investissement pour la fabrication de réacteurs de pyrolyse ou de gazéification de petite taille sont faibles ou moyens, mais les coûts d’exploitation et de maintenance sont relativement élevés, car celles-ci nécessitent également du personnel spécialisé.

Aspects sociaux

La cocombustion des boues n’est pas acceptable dans tous les contextes culturels. Il est donc conseillé de mettre en place des mesures de sensibilisation pour inciter l’industrie du ciment à utiliser les boues de vidange et d’épuration et la société civile à utiliser le combustible issu de la pyrolyse.

Critères de décision clés

Produits entrants

Fèces séchées

Produits sortants


Phase d'urgence

Relèvement + +

Caractéristiques des sols

Peu contraignantes

Niveau d’application

Ville + +

Avec et sans usage d’eau

Avec usage d’eau

Niveau de gestion

Public + +

Complexité technique

Élevée

Espace requis

Élevé

Objectifs et caractéristiques clés

Réduction du volume. Élimination des agents pathogènes. Production de chaleur.

Forces et faiblesses

  • Réduction des agents pathogènes
  • Temps de traitement rapide
  • Diminution importante du volume des boues
  • Besoins énergétiques élevés
  • Coûts d’exploitation et de maintenance élevés
  • Cendres et goudron résiduels
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