Détermination expérimentale des critères de chaulage pour la rétention du phosphore du surnageant de bassin d'épaississement et de stockage de boues piscicoles

L'activité piscicole produit une eau contenant notamment des matières en suspension (MES) qui renferment du phosphore (P) sous forme de phosphore particulaire (Pp). Des zones de décantation ou des tamis rotatifs, utilisés pour traiter les eaux de procédés de productions piscicoles intensives, retiennent des MES, mais dans un volume de boue trop important pour être stocké durant les six mois d'hiver précédant l'épandage printanier. Conséquemment, les boues brutes très liquides sont dirigées vers un bassin d'épaississement et de stockage des boues (BESB). Ce BESB permet d'obtenir une siccité des boues supérieure à 4 %, mais environ 50 % du phosphore total (Pt) des boues brutes initiales peuvent s'échapper dans le surnageant. Une partie des pertes du phosphore est associée à l'incapacité usuelle d'un épaississeur à retenir la totalité des particulaires. Toutefois, la majorité des pertes en phosphore au BESB est due à la solubilisation du Pp, sous forme de phosphore dissous (Pd), des suites de la baisse de pH engendrée par la fermentation des boues épaissies. Le Pd, qui contient les d'orthophosphates (o-PO4), migre alors vers le surnageant en excès et s'additionne aux Pp, non retenues lors de l'épaississement, pour s'écouler au milieu récepteur si rien d'autre n'est fait. Les o-PO4, à pH élevé, peuvent réagir avec le calcium (Ca) pour former des composés insolubles comme l'hydroxyapatite « Ca5(PO4)3OH ». La chaux vive « CaO » ou hydratée « Ca(OH)2 » contient du calcium et peuvent hausser à plus de 10 le niveau de pH, soit deux éléments nécessaires à la réduction du phosphore à pH alcalin.

Abstract

Fish farming generates effluent water containing total suspended solids (TSS) that include phosphorus (P) in form of particulate phosphorus (Pp). Settling zones and rotary screens are used in intensive fish production farms to retain some TSS, but the volume of raw liquids slurries produced is too large to be six months of winter storage until spreading. Consequently, these raw liquid slurries are sent to thickening and sludge storage tanks (TSST), “BESB” in French. This TSST thickens the sludge to more than 4% dryness, but an average of 50% of the total phosphorus (Pt) of the initial sludge sent to TSST can escape into the supernatant as dissolved phosphorus (Pd) or orthophosphate (o-PO4) as a result of anaerobic sludge hydrolysis. Moreover, some particulate phosphorus losses are associated with the limited solids capture efficiency of a thickener. At a high pH, o- PO4, can react with calcium (Ca) to form precipitates such as hydroxyapatite, Ca5(PO4)3OH. Quick lime, CaO, or hydrated lime, Ca(OH)2, contains calcium and can increase the pH level which are the two necessary elements to precipitate phosphate.