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Mar 12, 2024

La déshydratation améliorée des boues par un amidon

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 402 (2023) Citer cet article 776 Accès 1 Détails des métriques Altmetric La coagulation/floculation est l'une des méthodes les plus largement utilisées et les plus rentables.

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 402 (2023) Citer cet article

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1 Altmétrique

Détails des métriques

La coagulation/floculation est l’une des méthodes de prétraitement les plus utilisées et les plus rentables pour améliorer la déshydratation des boues. Dans cette étude, un floculant à base d'amidon modifié cationique (St-CTA) associé à une argile populaire, l'attapulgite (ATP), a été utilisé pour le conditionnement des boues activées par les déchets. Les propriétés de déshydratation, y compris la teneur en humidité du gâteau de filtration, la résistance spécifique de filtration, le temps d'aspiration capillaire, le taux de filtration et le coefficient de compressibilité, ont été mesurées et comparées en faisant varier les doses de St-CTA et d'ATP. En combinant les performances apparentes de déshydratation et les changements dans le contenu et la distribution des fractions et composants de la substance polymère extracellulaire (EPS), des flocs de boue et des microstructures des gâteaux de boue, les mécanismes de déshydratation ont été discutés en détail. Le St-CTA en conjonction avec l'ATP peut présenter une déshydratation améliorée des boues et la teneur en eau dans le gâteau de boue final peut être réduite de manière stable en dessous de 80 % en raison des effets synergiques du St-CTA et de l'ATP. En plus de la neutralisation efficace de la charge du St-CTA, l'ATP agit non seulement comme un constructeur de squelette dans le processus de déshydratation des boues, ce qui rend les flocs de boues plus compacts et améliore la filtrabilité et la perméabilité, mais interagit également étroitement avec les protéines de l'EPS du boues qui réduisent la teneur en protéines et améliorent encore l'effet de déshydratation. Cette étude fournit un moyen économique, écologique et efficace d’améliorer encore la déshydratation des boues.

Ces dernières années, avec l'amélioration constante de l'économie mondiale, l'ampleur du traitement de l'eau et des eaux usées a considérablement augmenté et, par conséquent, le rejet de boues en tant que sous-produit du traitement des eaux usées a connu une croissance constante1. Cependant, les boues brutes contiennent généralement plus de 95 % d'eau2, dont le volume élevé entraîne des coûts de transport et d'élimination élevés3. Il est donc d’une importance vitale de réduire le volume des boues par les procédés de déshydratation pour un traitement efficace4.

Les boues sont généralement conditionnées par certains prétraitements avant le pressage mécanique pour séparer efficacement l'eau des boues5. Les prétraitements des boues, comprenant principalement la coagulation/floculation, l'oxydation, l'acidification, la constitution du squelette, le conditionnement par micro-ondes et par ultrasons, peuvent convertir l'eau adsorbée en surface et l'eau hydratée interne en eau libre, dans laquelle la coagulation/floculation est largement utilisée dans les eaux usées. stations d’épuration en raison de sa simplicité et de son efficacité6. Les coagulants et floculants traditionnels, tels que le chlorure de polyaluminium, le sulfate polyferrique et le polyacrylamide cationique (PAM), ont été largement utilisés car ils peuvent efficacement agréger les particules de boue et réaliser la séparation solide-liquide6. Cependant, les ions métalliques résiduels et les monomères hautement toxiques de ces coagulants et floculants traditionnels peuvent entraîner des risques environnementaux potentiels7. De plus, la coagulation/floculation traditionnelle est difficile à obtenir une déshydratation complète car les matières organiques hautement hydratées dans les boues, telles que la substance polymère extracellulaire (EPS), liant de grandes quantités d'eau, étaient difficiles à détruire pour libérer complètement les substances liées et intracellulaires. eau8,9. En outre, les gâteaux de boues hautement compressibles se compacteraient complètement sous la pression mécanique élevée, provoquant la destruction des canaux de drainage, une réduction de la filtrabilité et empêchant l'eau liée interne d'être complètement drainée6,10,11. Par conséquent, la coagulation/floculation utilisée seule est difficile à répondre aux exigences élevées de déshydratation des boues, et des processus de conditionnement combinés respectueux de l'environnement et efficaces avec d'autres prétraitements peuvent améliorer considérablement la déshydratation des boues1,6,12,13.