Gestion des biosolides

Les biosolides sont un sous-produit riche en nutriments et organique du processus de traitement des eaux usées. Ils résultent du traitement des eaux usées dans une station d'épuration. Une fois traités et transformés, les biosolides peuvent être recyclés et utilisés comme engrais pour maintenir ou améliorer les conditions du sol et favoriser la croissance des plantes. En 2005, la ville de Hamilton a entrepris un plan directeur sur les biosolides pour relever les défis associés à la pratique actuelle de gestion des biosolides à l'usine de traitement des eaux usées de Woodward.

Comment sont-ils traités à Hamilton?

Auparavant, les biosolides de Hamilton étaient asséchés à l'usine en tant que matériaux de classe B et réutilisés comme source d'éléments nutritifs épandus par l'intermédiaire de l'entrepreneur d'épandage de la ville. Cependant, les limitations saisonnières et climatiques signifiaient qu'un pourcentage des biosolides était envoyé à la décharge en tant qu'utilisation finale « non bénéfique » en raison de la perte de stockage hors site.

Alors que les biosolides de classe A et B contiennent des nutriments et des matières organiques importants, dans les biosolides de classe A, les agents pathogènes doivent être réduits à des niveaux pratiquement indétectables et le matériau doit également se conformer à des normes strictes concernant les métaux et les odeurs. Les biosolides de classe B sont traités mais contiennent des niveaux plus élevés d'agents pathogènes détectables que les biosolides de classe A et peuvent nécessiter un permis de l'EPA avec des conditions sur l'épandage, la récolte et l'accès public. Avec les progrès technologiques, comme la nouvelle technologie utilisée à Hamilton, de nombreuses organisations délaissent les biosolides de classe B et investissent dans les biosolides de classe A.

Lire le plan directeur des biosolides

Les travaux ont commencé sur un nouveau processus de gestion des biosolides en juin 2017 et ont commencé les opérations en mai 2020.

Le nouveau processus de gestion prend jusqu'à 60 000 tonnes humides de biosolides d'eaux usées et les sèche en une pastille de qualité alimentaire ou un produit réglementé par l'Agence canadienne d'inspection des aliments. Le projet de gestion des biosolides a été créé pour développer une solution durable à long terme pour les biosolides de la ville, passant d'un matériau de boue humide de classe B à un produit de classe A grâce à un processus de granulation. Le produit final peut maintenant être vendu et utilisé comme engrais ou comme carburant de remplacement.

Les biosolides déshydratés sont pompés vers le stockage via le système de pompage des boues déshydratées existant. Il est ensuite pompé de l'un des deux silos de stockage de biosolides dans le mélangeur et mélangé avec un produit sec recyclé pour créer une pastille à sécher. Les granulés sont déposés dans l'entrée du séchoir à tambour, entre le four et le tambour. Le gaz recyclé et l'air de combustion sont mélangés et chauffés dans la fournaise à l'aide de gaz naturel. L'évaporation de l'eau des granulés préformés a lieu dans le tambour rotatif. Le gaz à grande vitesse, associé à la rotation du tambour, transporte les granulés à travers le tambour jusqu'à ce qu'ils soient suffisamment secs, et donc suffisamment légers, pour être transportés hors du tambour. À la sortie du tambour, l'air de traitement transporte l'humidité évaporée et les particules séchées via un conduit revêtu de céramique vers le système de séparation à deux étages, qui se compose d'un pré-séparateur et d'un polyclone, où les solides sont séparés du flux d'air de traitement .

Le matériau séché sortant de l'équipement qui sépare l'air de traitement des solides se compose de particules sèches de différentes tailles qui tombent sur un tamis et sont ensuite classées par taille. Les ordures sont examinées en premier, et elles tombent dans une poubelle. Les granulés grossiers et surdimensionnés sont déposés dans un broyeur à rouleaux et envoyés à la poubelle de recyclage avec les particules fines. Le matériau restant (d'une taille d'environ 0,5 mm à 4 mm) est acheminé vers un refroidisseur de granulés, puis transporté pneumatiquement vers le stockage des granulés. Le produit est chargé dans des camions via un convoyeur à vis avec trois goulottes de déchargement sans poussière. Le système de chargement est conçu de manière à ce que de l'huile de granulés puisse être ajoutée pour minimiser la génération de poussière pendant le transport et l'utilisation.

L'air de procédé chaud sortant de l'équipement de séparation transporte la vapeur d'eau évaporée et quelques particules très fines. Un condenseur/sous-refroidisseur à plateau d'impact refroidit l'air de procédé, provoquant la condensation et la chute de l'humidité évaporée tout en éliminant les particules et les composés organiques volatils (COV) condensables. La majeure partie de l'air de traitement est recyclée vers le four et reste dans la boucle de traitement, minimisant ainsi les émissions atmosphériques. Le reste passe à travers un épurateur Venturi et un oxydant thermique régénératif à trois chambres ('RTO') avant de sortir du système et d'entrer dans l'atmosphère par une cheminée.

Le système de séchage comprend des systèmes de collecte de poussière de processus utilisant des filtres en tissu pour éliminer la poussière d'un certain nombre de sources fermées, y compris les convoyeurs, le tamis, le refroidisseur de granulés, le silo de produit et les goulottes de déchargement. La poussière collectée est recyclée dans le processus ou éliminée en tant que déchet. Les dépoussiéreurs sont acheminés vers le système de contrôle des odeurs pour y être traités. Les systèmes de sécurité du processus de séchoir comprennent la trempe d'urgence, la trempe des étincelles, la surveillance du monoxyde de carbone et de l'oxygène, la surveillance de la température et d'autres mécanismes de sécurité, comme l'exigent les normes NFPA 68, 69 et 820. Il existe également un système de couverture d'azote pour le silo de produit et la corbeille de recyclage .

La sécheuse utilise de l'huile minérale ou un produit non dangereux similaire comme abat-poussière pour le produit bénéfique. L'huile est stockée dans un réservoir à double paroi avec confinement secondaire. Les services publics requis comprennent l'électricité, le gaz naturel, les eaux usées et l'eau potable. Les rejets d'eaux usées de procédé proviendront du plateau et des épurateurs Venturi.

Le projet permet à la Ville de traiter et de commercialiser les biosolides de la manière la plus efficace, en fournissant un coût fixe connu sur une période de 30 ans qui a été validé par un seuil d'abordabilité prédéterminé. Le partenariat public-privé a été soutenu par un financement d'Infrastructure Canada dans le cadre du Fonds PPP Canada, et la construction ainsi que l'exploitation et l'entretien continus de la nouvelle installation seront dirigés par Harbour City Solutions.

Bénéfices immédiats

Silos de stockage de biosolides déshydratésLes biosolides déshydratés sont pompés vers le stockage via le système de pompage des boues déshydratées existant.

Mixer Les biosolides déshydratés sont pompés des silos de stockage dans le mélangeur pour être mélangés au produit sec recyclé ; cela crée une pastille appropriée pour le séchage.

Séchoir à tambour Les granulés sont déposés dans l'entrée du séchoir à tambour, entre le four et le tambour. Le gaz recyclé et l'air de combustion sont mélangés et chauffés dans la fournaise à l'aide de gaz naturel et éliminent l'eau des granulés préformés.

Séparateur air/solides Une fois qu'elles sortent du tambour, l'humidité évaporée et les particules séchées sont transportées vers un système de séparation en deux étapes. Cela permet aux solides d'être séparés du flux d'air de traitement.

Écran d'agitation Ce processus trie les granulés séchés par taille. Les ordures sont examinées en premier et tombent dans une poubelle. Les granulés grossiers et surdimensionnés sont déposés dans un broyeur à rouleaux et envoyés à la poubelle de recyclage avec les particules fines. Le matériau restant (d'une taille d'environ 0,5 mm à 4 mm) est acheminé vers un refroidisseur de granulés, puis transporté pneumatiquement vers le stockage des granulés.

Silo de stockage C'est là que sont stockés les granulés tamisés et refroidis qui ne sont pas recyclés. Le produit est chargé dans des camions via un convoyeur à vis avec trois goulottes de chargement sans poussière et est vendu comme engrais ou carburant.