Mission Black Goo: comprendre ce que c'est et comment y faire face

Arlène Karidis | 05 janvier 2022

Depuis plusieurs années, certaines décharges connaissent un phénomène nouveau : les solides noirs qui pénètrent dans ces sites et dans les systèmes de collecte des lixiviats et des gaz, obstruent les équipements et entravent la gestion et l'extraction des lixiviats et des gaz. Désigné sous le nom de "goo noir", personne ne sait d'où il vient ni même exactement de quoi il s'agit.

Mais les scientifiques qui étudient ces solides gommeux disent qu'il semble s'agir d'un matériau de type polymère qui a tendance à se coller. Il apparaît sur les décharges plus humides et serait particulièrement problématique là où les opérateurs acceptent les boues des usines de traitement des eaux usées ; bien qu'avec de multiples changements dans le flux de déchets, il reste encore beaucoup à apprendre.

C'est devenu un problème pour les entrepreneurs spécialisés qui nettoient les systèmes de collecte des lixiviats et en particulier pour certains exploitants de sites d'enfouissement ; ils luttent contre la glu noire et ses effets dans le cadre de leurs opérations.

Grâce au financement de l'Environmental Research & Education Foundation, Craig Benson, ingénieur des décharges à l'Université du Wisconsin-Madison, tente de déterminer définitivement ce que sont ces solides noirs collants et d'où ils viennent. Dans des phases d'étude consécutives, lui et son équipe travailleront pour comprendre comment il se déplace à travers les déchets et dans les puisards et les pompes ; déterminer la meilleure façon de le débusquer ; et finalement comment empêcher les problèmes de se produire en premier lieu.

La boue noire a été observée pour la première fois dans des décharges humides dotées de systèmes de collecte de lixiviat conventionnels, mais également de systèmes d'extraction à deux phases pour assécher les déchets, comprenant des pompes pour le liquide et un aspirateur pour extraire le gaz.

"Il entrait dans les pompes et les bloquait, et nous devions les reconstruire régulièrement. Nous avons commencé à nous demander, qu'est-ce que c'est ? D'où vient-il ?" dit Benson.

La façon dont il se déplace dans les déchets sera une question importante à laquelle l'équipe de l'Université du Wisconsin devra répondre, car les experts en décharge peuvent modifier les voies par lesquelles ils se déplacent ou les processus qui affectent la mobilité une fois qu'ils l'ont compris. Benson se penchera spécifiquement sur sa mobilité dans l'espace poreux des déchets et sur ce qui la rend plus ou moins mobile.

« Par exemple, est-ce la température ? Nous savons que les polymères qui lient les molécules d'eau, comme celles des couches pour bébés, varient avec la température. se maquiller?" dit Benson.

Mais la première étape consiste à identifier la composition moléculaire de base du matériau, en exploitant des outils pour étudier différents éléments de la pâte afin de comprendre son contenu.

Bien que l'équipe pense qu'il s'agit d'un polymère, elle s'efforce de le confirmer ou de savoir de quoi il pourrait être fait, comptant sur ces informations pour obtenir des indices sur son origine.

Le niveau de viscosité est différent d'un établissement à l'autre. Dans certaines décharges, il commence à durcir comme du béton. Dans d'autres, il reste gluant et malléable. Mais dans tous les cas, il se fixe sur les pompes et les clapets anti-retour et se dépose dans les puisards. Il s'installe partout où l'eau stagne, note Nelson Breeden, ingénieur régional chez Waste Connections, basé à Woodlands, TX.

"S'il continue de bouger, cela ne semble pas être un problème. Nous essayons de le déplacer en faisant fonctionner des pompes de transfert de lixiviat pour faire recirculer l'eau dans les tuyaux, mais vous ne pouvez pas faire grand-chose.

Le jet hydraulique fonctionne pour le déplacer à travers les tuyaux ou partout où il s'accumule. Mais cela ne résout pas définitivement le problème », dit-il.

Progressive Environmental Services a une solution qui a fonctionné dans l'une des installations de Waste Connections. Mais en raison de l'acidité du produit, ce n'est pas pour d'autres sites où l'entreprise a installé des couvertures de protection qui contiennent du calcaire car cela décompose le calcaire.

"Je pense qu'il y a beaucoup de causes potentielles différentes mais, sur la base des tests chimiques limités que nous avons effectués, cela semble être partout.

La façon dont il se comporte et où nous avons le plus de problèmes semble indiquer souvent les polymères que les stations d'épuration utilisent pour fabriquer des séchoirs à boues. Si vous le faites passer par une pompe, il n'a pas le temps de coaguler et de rassembler les particules. Donc, si des polymères sont présents dans l'eau stagnante, les particules se rejoindraient, puis se comporteraient comme de la boue", explique Breeden.

Greg Werner, directeur de CEC, explique que les liquides de déshydratation sont probablement la voie la plus courante par laquelle la boue noire se rend à la décharge.

Il est capturé par le processus de déshydratation et se mélange avec d'autres lixiviats. C'est à ce moment que le groupe des eaux usées industrielles de CEC le voit pour la première fois. Ils sont donc amenés à la réception lorsqu'ils traitent le lixiviat avant qu'il ne soit rejeté dans un plan d'eau ou une station d'épuration publique.

"Lorsque nous avons des problèmes dans les stations d'épuration, nous devons faire des ajustements. Savons-nous avec certitude si la boue noire est le coupable ? Non. S'il est déjà mélangé une fois arrivé à l'usine de traitement de la décharge, nous ne le voyons pas physiquement. Il est masqué par le lixiviat », dit-il.

Elle peut impacter le processus de création des boues et les performances des équipements de traitement.

"Nous essayons de traiter les composés dans le lixiviat, mais quand le goo est mélangées, les méthodes conventionnelles qui peuvent avoir fonctionné pendant des années ne sont pas aussi efficaces car elles ont des caractéristiques différentes. Nous devons donc utiliser des méthodes alternatives, une fois que nous constatons un problème de performances [qui pourrait être lié à de la boue]", déclare Werner.

Le mieux est d'ajuster la stratégie de traitement. Werner fait référence à deux principaux types d'approches : l'une consiste à améliorer ou à ajuster les processus chimiques ou biologiques existants afin de traiter les caractéristiques gluantes, ce qui est applicable lorsqu'il est mélangé avec d'autres matériaux.

Un moyen idéal, bien que moins souvent une option car le matériau est rarement vu, consiste à le retirer physiquement du flux avant qu'il n'entre dans le processus de traitement. Dans ce scénario, les ingénieurs peuvent être en mesure d'employer une méthode de séparation ou de filtration pour protéger l'équipement.

Waste Connections continue de travailler pour rester au top de ces solides noirs durs à l'avant (avant que le lixiviat ne soit traité) dans les quelques installations plus humides où il est affiché.

"Les pompes du système de collecte des lixiviats s'allument et s'éteignent en fonction du niveau d'eau dans le puisard. Ainsi, vous avez un temps de stagnation où les polymères peuvent se rassembler et coller aux pompes et commencer à s'accumuler. Si la conduite se bouche, vous devez la jeter et peut avoir à couper la ligne et à la remplacer. Pour éviter cela, nous la rinçons continuellement, si possible.

Sinon, vous pouvez créer une charge d'eau dans votre décharge et avoir des problèmes de conformité. Donc, si la pompe ne fonctionne pas, il faut tout faire pour la nettoyer et la remettre en marche », explique Breeden.

Benson et son équipe du Wisconsin collectent actuellement des échantillons dans des décharges à travers le pays.

"Pour comprendre ce qu'est le goo et d'où il vient, vous avez besoin d'une diversité d'échantillons. Tout échantillon donné sera quelque peu unique, nous en collectons donc autant que possible et recherchons des fils communs. Idéalement, nous voulons l'obtenir de partout où ça se voit », dit Benson.

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