Effet de l'association coagulation/floculation, cavitation hydrodynamique, ozonation et charbon actif dans le système de traitement des lixiviats de décharge

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 9502 (2023) Citer cet article

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Les eaux usées des décharges matures sont un effluent complexe en raison de leur faible biodégradabilité et de leur teneur élevée en matière organique. Actuellement, les lixiviats matures sont traités sur place ou transportés vers des usines de traitement des eaux usées (STEP). De nombreuses STEP n'ont pas la capacité de recevoir des lixiviats matures en raison de leur charge organique élevée entraînant une augmentation du coût de transport vers des stations d'épuration plus adaptées à ce type d'eaux usées et la possibilité d'impacts environnementaux. De nombreuses techniques sont utilisées dans le traitement des lixiviats matures, telles que la coagulation/floculation, les réacteurs biologiques, les membranes et les processus d'oxydation avancés. Cependant, l’application isolée de ces techniques ne permet pas d’atteindre l’efficacité nécessaire pour répondre aux normes environnementales. À cet égard, ce travail a développé un système compact qui combine la coagulation et la floculation (1ère étape), la cavitation hydrodynamique et l'ozonation (2e étape) et le polissage au charbon actif (3e étape) pour le traitement des lixiviats de décharges matures. La combinaison synergique de processus physicochimiques et d'oxydation avancés a montré une efficacité d'élimination de la demande chimique en oxygène (DCO) de plus de 90 % en moins de trois heures de traitement à l'aide du biofloculant PGα21Ca. En outre, la suppression presque absolue de la couleur apparente et de la turbidité a été obtenue. Les DCO restantes du lixiviat mature traité étaient inférieures à celles des eaux usées domestiques typiques des grandes capitales (DCO ~ 600 mg L−1), ce qui permet l'interconnexion de la décharge sanitaire au réseau de collecte des eaux usées urbaines après traitement dans ce système proposé. Les résultats obtenus avec le système compact peuvent aider à la conception d'usines de traitement des lixiviats de décharges, ainsi qu'au traitement des effluents urbains et industriels qui contiennent différents composés préoccupants et persistants dans l'environnement.

La gestion des déchets solides au Brésil est un problème récurrent, en raison d'une collecte et d'un traitement inefficaces qui ne couvrent pas l'ensemble de la population du pays. Selon le Système National d'Information sur l'Assainissement du Brésil (SNIS), en 2020, environ 66,6 millions de tonnes de déchets ont été collectées, ce qui représente 4,7 millions de tonnes de plus par rapport à 2017 et 18 % de plus qu'en 2010. Ce scénario reflète une situation préoccupante et situation d'urgence qui est l'importance d'une bonne gestion des déchets solides. Ces quantités de déchets générées peuvent surcharger la capacité de soutien environnemental1.

Parmi les méthodes existantes d'élimination finale des déchets solides, les décharges contrôlées sont encore fréquemment utilisées en raison de leurs avantages économiques et de leur complexité technique. Lorsqu'elles sont exploitées pour recevoir des déchets solides urbains, les décharges peuvent recevoir des charges importantes de matière organique, en moyenne 52 % du total, qui commencent à subir de multiples réactions de décomposition, influencées par l'infiltration des eaux de pluie et par des processus biochimiques dans les couches des décharges. , formant un lixiviat qui s'infiltre dans le système. Cependant, au sein de ce flux de production, plusieurs facteurs peuvent influencer directement et significativement la génération et les caractéristiques du lixiviat, tels que : la teneur en eau des résidus, les précipitations, l'évaporation, la composition chimique des substances organiques et inorganiques, la température, le pH, entre autres1, 2.

Selon Mishra et coll. (2016), la manipulation incorrecte des matériaux de lixiviation est l'un des principaux contributeurs à la contamination du sol et des eaux de surface et souterraines, ce qui révèle le grand besoin de traitement de ces matériaux3. Inséré dans ce scénario, le grand défi du processus de traitement des lixiviats est de réduire la forte concentration de composés organiques récalcitrants, difficiles à dégrader biologiquement4. La présence de ces composés est révélée par les niveaux élevés de demande chimique en oxygène (DCO) et le faible rapport entre la demande biochimique en oxygène (DBO) et la matière organique dissoute (DOM)1,3,5.