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RECORD RECORD 05-0132/1A Revue des filières de traitement/valorisation des boue

RECORD RECORD 05-0132/1A Revue des filières de traitement/valorisation des boues Critères de choix d’une filière adaptée et arbre de décision associé septembre 2007 www.record-net.org ETUDE N° 05-0132/1A REVUE DES FILIERES DE TRAITEMENT/VALORISATION DES BOUES CRITERES DE CHOIX D’UNE FILIERE ADAPTEE ET ARBRE DE DECISION ASSOCIE RAPPORT FINAL septembre 2007 B. DE CAEVEL, M. DE VOS - RDC-Environnement J.-P. CHABRIER - Enviro-Consult O. POLLET Etude RECORD n° 05-0132/1A 2 Créée en 1989 à l’initiative du Ministère en charge de l’Environnement, l’association RECORD – REseau COopératif de Recherche sur les Déchets et l’Environnement – est le fruit d’une triple coopération entre industriels, pouvoirs publics et chercheurs. L’objectif principal de RECORD est le financement et la réalisation d’études et de recherches dans le domaine des déchets et des pollutions industrielles. Les membres de ce réseau (groupes industriels et organismes publics) définissent collégialement des programmes d’études et de recherche adaptés à leurs besoins. Ces programmes sont ensuite confiés à des laboratoires publics ou privés. Avertissement : Les rapports ont été établis au vu des données scientifiques et techniques et d'un cadre réglementaire et normatif en vigueur à la date de l'édition des documents. Ces documents comprennent des propositions ou des recommandations qui n'engagent que leurs auteurs. Sauf mention contraire, ils n'ont pas vocation à représenter l'avis des membres de RECORD. 9 Pour toute reprise d’informations contenues dans ce document, l’utilisateur aura l’obligation de citer le rapport sous la référence : RECORD, Revue des filières de traitement/valorisation des boues – Critères de choix d'une filière adaptée et arbre de décision associé, 2007, 194 p, n°05-0132/1A. 9 Ces travaux ont reçu le soutien de l’ADEME (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie) www.ademe.fr © RECORD, 2007 Etude RECORD n° 05-0132/1A 3 RESUME Cette étude fournit aux détenteurs de boues urbaines et industrielles les éléments de décision permettant le choix (de la ou) des filières de traitement / valorisation les mieux adaptées à leurs spécificités (caractéristiques des boues, taille des installations, technicité requise, type de débouchés, coûts approximatifs, etc.). Plus particulièrement, cette étude fournit : 1 un inventaire original des boues en France avec leurs caractéristiques 2 un résumé des principales législations applicables 3 un état de l’art détaillé des procédés existants et en cours de développement (une fiche par procédé) 4 un arbre décisionnel sous format Excel pour guider les décideurs L’inventaire a été réalisé en collectant les données les plus récentes auprès des Agences de l’Eau (boues urbaines) et auprès des industriels des principaux secteurs (boues industrielles), et en les complétant par des données de la littérature. Cet inventaire original est le plus complet existant actuellement pour la France. L’analyse législative est essentiellement une présentation succincte des principales législations applicables, mais sans caractère d’exhaustivité ni de profondeur. Les fiches de procédés concernent 18 procédés de pré-traitement, de traitement, de valorisation et d’élimination. Elles ont été réalisées par des experts du domaine et contiennent une description, une discussion des domaines d’application, des avantages et inconvénients, une estimation des intervalles de coûts ainsi qu’une discussion de la fiabilité du procédé (références). L’outil Excel demande à l’utilisateur les principales caractéristiques des boues à traiter (quantité, siccité, présence de polluants, teneur en matière organique) et du contexte local (proximité d’installations de traitement existantes) et fournit en réponse la liste des combinaisons de procédés possibles ainsi que les raisons pour lesquelles les procédés exclus ne s’appliquent pas et des suggestions pour les rendre applicables (regroupement pour atteindre le volume critique,…). MOTS CLES Boues, inventaire, France, traitement, outil, aide à la décision ------------------------------------------- SUMMARY This study provides a number of elements to help decision-makers select the right options with respect to the treatment and valorisation of urban industrial and sludge, while considering the specific sludge characteristics, and taking into account technical factors, such as the size of facilities, the technical level required, possible outlets, approximate cost… More specifically, this study provides: 1 A new inventory of French sludge sources and their characteristics, 2 A summary of the main laws and regulations, as applicable in France, 3 A detailed state of the art of available and processes and of those under development, 4 A decision tree (Excel format) to guide decision makers in their choices. This inventory has been carried out by collecting the most recent data from French Water Agencies (urban sewage sludge) and from the main industrial sectors (industrial sludge) and by completing these with literature data. This new inventory is currently the most complete for France. A summary of the main laws and regulations, as applicable in France, briefly presents the most common applicable rules, without being exhaustive. Data sheets deal with pretreatment, treatment, valorisation and elimination of sludge according to the 18 processes selected. They were compiled by experts and feature a description, a discussion of field of application, advantages and disadvantages of each process, a range of costs estimation and a discussion on processes feasibility, with references. An Excel tool allows the user to introduce the main relevant sludge characteristics (quantities, dry matter content, presence of pollutants, organic matter content) and data on the local context (proximity of existing facilities). As a result, the Excel tool provides a list of different feasible process combinations, as well as the reasons why some other processes are not being considered as well as some advice in order to render these other processes more appropriate (e.g. collection of larger amounts of sludge to achieve a critical volume…). KEY WORDS Sludge, inventory, France, treatment, tool, decision making Sommaire Etude RECORD n° 05-0132/1A 4 SOMMAIRE I. INTRODUCTION...............................................................................................................................9 I.1. OBJECTIFS DE L'ÉTUDE - APPROCHE................................................................................................. 9 I.2. APPROCHE...................................................................................................................................... 9 I.3. DÉFINITION DES BOUES .................................................................................................................. 11 II. DONNÉES D'INVENTAIRE ............................................................................................................ 12 II.1. BOUES INDUSTRIELLES................................................................................................................... 12 II.1.1. Boues issues du secteur de l'industrie chimique organique................................................... 12 II.1.1.1 Présentation générale ....................................................................................................... 12 II.1.1.2 Données générales sur le groupe ARKEMA...................................................................... 13 II.1.1.3 Données générales sur le groupe RHODIA....................................................................... 14 II.1.1.4 Autres sociétés actives dans la chimie de base................................................................. 15 II.1.1.5 Synthèse – données pour les boues du secteur de la chimie ............................................ 16 II.1.2. Données pour le secteur de l’industrie pharmaceutique ........................................................ 16 II.1.2.1 Présentation générale ....................................................................................................... 16 II.1.2.2 Principales sociétés produisant les principes actifs pharmaceutiques ............................... 17 II.1.2.3 Synthèse – données pour le secteur pharmaceutique....................................................... 17 II.1.3. Comparaison boues secteurs chimique/pharmaceutique – compostion et traitement............ 17 II.1.4. Quelques éléments sur la composition des boues pour les secteurs chimique/pharmaceutique..................................................................................................... 18 II.1.5. Eléments sur les traitements des boues pour les secteurs chimique/pharmaceutique .......... 20 II.1.6. Conclusions pour les boues des secteurs chimique/pharmaceutique.................................... 20 II.1.7. Les boues de papeterie......................................................................................................... 21 II.1.8. Boues de tannerie et mégisserie ........................................................................................... 22 II.1.9. Données complémentaires pour d'autres boues industrielles................................................ 22 II.2. BOUES D'ÉPURATION URBAINES...................................................................................................... 26 II.2.1. Introduction ........................................................................................................................... 26 II.2.2. Enquêtes auprès des Agences de l'Eau................................................................................ 27 II.2.2.1 Sources des données et validité........................................................................................ 27 II.2.2.2 Résultats de l'enquête 2006: chiffres de production pour 2004 ......................................... 27 II.2.2.3 Interprétation des résultats de l'enquête 2006 ................................................................... 31 II.2.3. Données complémentaires du MEDD concernant les boues urbaines .................................. 32 II.2.3.1 Données de production et répartition par filière ................................................................. 32 II.2.3.2 Interprétation des données et constats pour les filières des boues urbaines en France .... 38 II.2.3.3 Installations de traitements des eaux et boues en France................................................. 40 II.2.4. Cas de la Suisse ................................................................................................................... 44 II.2.4.1 Données générales ........................................................................................................... 44 II.2.4.2 Les stations d’épuration..................................................................................................... 44 II.2.4.3 La production de boues ..................................................................................................... 45 II.2.4.4 La destination des boues................................................................................................... 45 II.2.4.5 Coût du traitement............................................................................................................. 45 II.2.4.6 Le bon équilibre entre les filières d’élimination .................................................................. 46 II.2.4.7 La réglementation.............................................................................................................. 47 II.2.4.8 Conclusion pour la Suisse ................................................................................................. 48 II.2.4.9 Références et publications (cas de la Suisse) ................................................................... 48 II.3. SITUATION EUROPÉENNE................................................................................................................ 49 II.3.1. Sources des données............................................................................................................ 49 II.3.2. Données de EEA................................................................................................................... 49 II.3.3. Données de New Cronos - EUROSTAT................................................................................ 51 III. CONTEXTE DES BOUES URBAINES - LÉGISLATION APPLICABLE ........................................ 57 III.1. DÉFINITIONS GÉNÉRALES................................................................................................................ 57 III.2. CONTEXTE LÉGISLATIF GENERAL .................................................................................................... 58 III.2.1. Les principaux textes en vigueur ........................................................................................... 58 Sommaire Etude RECORD n° 05-0132/1A 5 III.2.1.1 Obligations des communes ........................................................................................... 58 III.2.1.2 Obligations des particuliers............................................................................................ 59 III.2.1.3 Rôle de l’Etat ................................................................................................................. 59 III.2.1.4 Les agences de l’eau..................................................................................................... 60 III.2.1.5 Les départements.......................................................................................................... 60 III.2.2. Législation spécifique à la fin de vie des boues d’épuration .................................................. 60 III.2.2.1 L’utilisation agricole ....................................................................................................... 60 III.2.2.2 L’incinération et co-incinération ..................................................................................... 70 III.2.2.3 La mise en décharge (CSDU)........................................................................................ 70 IV. FICHES DE PROCEDES DE TRAITEMENT .................................................................................. 72 IV.1. RÉALISATION DES FICHES............................................................................................................... 72 IV.2. FICHES DE PROCÉDÉ ...................................................................................................................... 73 IV.3. TABLEAUX DE SYNTHÈSE POUR LES PROCÉDÉS ................................................................................ 74 IV.3.1. Centre de stockage ............................................................................................................... 74 IV.3.2. Epandage.............................................................................................................................. 74 IV.3.3. Déshydratation mécanique.................................................................................................... 75 IV.3.4. Séchage thermique ............................................................................................................... 76 IV.3.5. Séchage solaire..................................................................................................................... 77 IV.3.6. Pyrolyse ................................................................................................................................ 78 IV.3.7. Gazéification.......................................................................................................................... 79 IV.3.8. Vitrification............................................................................................................................. 79 IV.3.9. Centrale à charbon................................................................................................................ 80 IV.3.10. Stabilisation chimique par chaulage ...................................................................................... 81 IV.3.11. Stabilisation chimique par nitrites .......................................................................................... 82 IV.3.12. Co-incinération avec OM....................................................................................................... 82 IV.3.13. Co-incinération en cimenterie................................................................................................ 83 IV.3.14. Mono-incinération.................................................................................................................. 84 IV.3.15. Digestion aérobie thermophile............................................................................................... 85 IV.3.16. Digestion anaérobie (et hydrolyse)........................................................................................ 86 IV.3.17. HydroStab (couverture de décharge) .................................................................................... 86 IV.3.18. Oxydation en voie humide..................................................................................................... 87 V. OUTIL DECISIONNEL.................................................................................................................... 88 V.1. ELÉMENTS GÉNÉRAUX.................................................................................................................... 88 V.2. ELEMENTS MÉTHODOLOGIQUES ...................................................................................................... 89 V.3. uploads/Industriel/ rapport-record05-0132-1a.pdf