Le lixiviat de décharge est un type-d'eaux usées à haute résistance générées lors de la décomposition, du compactage et de la percolation des déchets solides municipaux. Il se forme grâce à l’infiltration de l’eau de pluie, à l’humidité intrinsèque des déchets et à l’activité microbienne. Ses caractéristiques typiques incluent une composition complexe et une charge polluante élevée, contenant souvent de grandes quantités de matière organique, d’azote ammoniacal, de métaux lourds, de polluants organiques persistants (POP), de sels et de micro-organismes pathogènes. Ces caractéristiques font des lixiviats des décharges l’un des types d’eaux usées les plus problématiques, posant des risques potentiels pour la sécurité environnementale et la santé publique.
Du point de vue de l’industrie, le rejet des lixiviats des décharges attire depuis longtemps l’attention des régulateurs et du public. En Chine, leNormes de contrôle de la pollution dans les décharges municipales de déchets solides(GB16889-2008) ont été publiés dès 2008. Le 14e plan quinquennal- met en outre l'accent sur le renforcement du traitement des lixiviats et de la récupération des ressources. Ces politiques ont favorisé le développement de technologies de traitement avancées tout en imposant des exigences de rejet plus strictes. Avec l'urbanisation rapide et l'augmentation continue des volumes de décharges, la production de lixiviats continue d'augmenter, ce qui impose des exigences plus élevées aux processus de traitement en matière de stabilité, de rentabilité et de durabilité.
D’un point de vue technique, les lixiviats de décharge présentent trois principaux défis de traitement :
1. Concentrations de polluants élevées et fluctuantes.
Les niveaux de DCO et de DBO₅ des lixiviats sont souvent plusieurs fois-voire des dizaines de fois-supérieurs à ceux des eaux usées municipales classiques, les concentrations d'azote ammoniacal atteignant plusieurs milliers de milligrammes par litre. De plus, en raison des différences dans l’âge des décharges, la composition des déchets et les conditions climatiques, la qualité du lixiviat fluctue considérablement, ce qui complique le contrôle stable du processus.
2. Haute salinité et charge ionique inorganique.
Le lixiviat contient généralement des niveaux élevés d’ions calcium, magnésium, fer, sodium et chlorure. Ces sels peuvent facilement précipiter au cours d'un traitement avancé, provoquant un encrassement de la membrane, une diminution du flux et une augmentation de la pression de fonctionnement, ce qui à son tour augmente la consommation d'énergie et les coûts de maintenance. Cela reste un goulot d'étranglement pour les systèmes de traitement à membrane-.
3. Matières organiques persistantes et contaminants émergents.
Avec l'élimination croissante de plastiques, de déchets électroniques et d'autres matériaux dans les décharges, le lixiviat contient davantage de polluants organiques persistants (p. ex. phtalates, tensioactifs) et de contaminants émergents. Ces composés sont structurellement stables et résistants au traitement biologique conventionnel, conduisant à une accumulation environnementale à long-terme et à des risques écologiques potentiels dans les eaux rejetées.
Pour relever ces défis, les technologies de traitement ont évolué continuellement. L'approche traditionnelle implique généralement une combinaison detraitement biologique + séparation membranaire + traitement avancé. Les processus biologiques sont rentables-et adaptables, mais souvent insuffisants pour traiter les lixiviats matures. Les méthodes physicochimiques, telles que la coagulation et l’oxydation, peuvent compléter les processus biologiques mais peuvent entraîner une consommation chimique élevée et une pollution secondaire. Les technologies membranaires, en particulier la nanofiltration (NF) et l'osmose inverse (RO), sont devenues essentielles au traitement avancé des lixiviats en raison de leur efficacité élevée d'élimination des petites molécules organiques et des sels. Cependant, l’encrassement des membranes, le tartre et l’élimination des concentrés restent des problèmes critiques.
Notamment, avec l’avènement de la chimie quantique et de la modélisation informatique, les chercheurs commencent à analyser les interactions entre les ions organiques et inorganiques au niveau moléculaire. Des modèles prédictifs de l'encrassement et du tartre des membranes sont en cours de développement, qui non seulement aident à expliquer les mécanismes d'encrassement, mais ouvrent également la voie àsystèmes à membranes intelligents. De tels systèmes peuvent guider la sélection des membranes, optimiser les paramètres de fonctionnement et planifier des stratégies de nettoyage en fonction des tendances prévues en matière de tartre sous différentes qualités d'eau.
Pour l’avenir, l’industrie du traitement des lixiviats de décharge tend verstrois orientations clés:
- Vert:Minimiser l'utilisation de produits chimiques et promouvoir des processus à faible-carbone et-efficaces en énergie.
- Intelligent:Utiliser le Big Data et l’IA pour la surveillance dynamique et la maintenance prédictive.
- Orienté ressources- :Aller au-delà de la conformité des rejets pour maximiser la récupération de l'eau, des sels et des matières organiques précieuses, et parvenir à un modèle circulaire « des déchets-à-ressources ».
En résumé, le traitement des lixiviats de décharge est un domaine techniquement difficile avec des implications environnementales importantes. Les tendances du secteur montrent une pression réglementaire et des volumes de traitement croissants, tandis que les principales difficultés techniques incluent des charges polluantes élevées, le tartre salin et l'élimination des matières organiques réfractaires. La-recherche et innovation tournées vers l'avenir-en particulier dans la technologie des membranes et la gestion intelligente-seront cruciales pour assurer le développement durable de ce secteur.
