Effect of sludge pH and treatment time on the electrokinetic removal of aluminum from water potabilization treatment sludge

Abstract

Algerian's municipal sewage treatment plants generate around 10 6 m 3 of sewage sludge annually. Recently, rapid expansion of wastewater treatment plants without equal attention to the treatment of the produced sludge has generated increasing concerns. While the sludge is usually incinerated or used as an agricultural fertilizer and may contain numerous nutrients, there may also be harmful substances that complicate sludge management. Hence the removal of pollutants from the sludge is necessary before further usage. This paper discusses the characteristics of potable water treatment sludge containing a high aluminum content. Furthermore, an electrokinetic treatment is proposed to remove aluminum from this sludge by varying the type of solution contained in the cathode compartment and modifying the treatment time to optimize the efficiency of the process. Successful results were achieved where 60% of aluminum was collected on the cathode side with a consumed energy around of 1000–2000 kWh kg −1 of sludge weight. Les stations de traitement d'eaux résiduaires en Algérie génèrent annuellement environ 10 6 m 3 de boues d'épuration. Récemment, on a pu observer une préoccupation croissante quant à la gestion de ces boues d'épuration, en raison des risques pour l'environnement qui ont résulté de l'expansion rapide des stations de traitement des eaux résiduaires, sans qu'on ait apporté une attention égale au traitement des boues produites, qui sont habituellement incinérées ou utilisées comme fertilisants en agriculture. Les boues peuvent contenir un certain nombre de nutriments, mais aussi une infinité de substances nocives qui compliquent la tâche au niveau de la gestion des boues. C'est pourquoi l'élimination de polluants des boues est nécessaire préalablement à leur utilisation. Ce travail expose la caractérisation d'une boue de traitement d'eau potable contenant une grande quantité d'aluminium. En outre, un traitement électrocinétique permettant d'éliminer l'aluminium de cette boue en faisant varier le type de la solution qui conditionne la cathode ainsi que le temps de traitement a été également discuté afin d'optimiser le processus électrocinétique. Des résultats encourageants sont obtenus quant à l'utilisation de cette technique ; jusqu'à 60% de l'aluminium présent initialement dans la boue a été recueilli dans la cathode, pour une énergie consommée d'environ 1000 à 2000 kWh kg −1 de boue sèche.