L’élimination des boues industrielles constitue aujourd’hui une priorité pour les entreprises. Elles sont poussées par les pressions réglementaires et doivent souvent recycler ou opter pour la décharge en classe 1. La première solution n’est pas toujours possible dans un contexte économiquement acceptable. Quant à la seconde, elle se révèle très coûteuse pour qui ne sait réduire le volume de ces déchets. « Un point de siccité gagné engendre une économie de 40 à 150 F par tonne de matière sèche selon l’exutoire considéré », rappelle-t-on chez Rhodia.
D’où l’intérêt de mettre en œuvre des techniques séparatives capables de séparer les phases liquide et solide. Les équipements pouvant réaliser cette opération sont nombreux. Aujourd’hui les techniques existent. Si leur principe évolue peu, elles s’adaptent à la taille des entreprises. De plus, depuis quelques années, les entreprises du secteur de…
[Photo : Kit-Bag a lancé l’an passé Mud-Bag, un Big-Bag à tissu filtrant pour la récupération des boues ou des déchets souillés. Cet équipement supporte 1,5 tonne de boues et sa cuve de rétention, en acier galvanisé, a une capacité de 440 litres.]
Environnement développent des équipements de traitement mobiles qu'ils mettent à la disposition de l'industrie pour des opérations ponctuelles. Au fil des ans, les techniques s'améliorent et s'adaptent aux besoins des entreprises, notamment des PME qui sont peu productrices de boues.
Égoutter pour limiter les boues
Les PME se contentent souvent d'une phase d'égouttage pour limiter le volume de leurs boues. Cette séparation statique est souvent réalisée en Big-Bag, un système peu onéreux à la portée des PME. Cependant, les Big-Bag classiques filtrent très faiblement l'eau, et certaines boues s'égouttent encore plusieurs semaines plus tard. Fort de cette constatation, Kit-Bag a lancé l’an passé Mud-Bag, un Big-Bag à tissu filtrant pour la récupération des boues ou des déchets souillés. Cet équipement supporte 1,5 tonne de boues et sa cuve de rétention, en acier galvanisé, a une capacité de 440 litres.
Le filtre à panier peut aussi être une solution pour la séparation. Le filtre développé par Scam Filtres assure la filtration de produits peu chargés en protection d’appareils comme les pompes par exemple. Le liquide s'écoule de l’intérieur vers l'extérieur du filtre qui retient les particules au-dessus de 50 micromètres. Réalisé en toile lisse ou plissée, il accepte des débits pouvant atteindre plusieurs milliers de m³/h et fonctionne en standard à PN16.
Cependant, pour de nombreuses applications, les méthodes de séparation dynamiques se révèlent plus efficaces et s’intègrent de plus en plus souvent au process.
[Photo : Presses laveuses Rotamat]
Filtration dynamique et membranes s'intègrent au process
Ainsi, la centrifugeuse ZM01 d’USF Walther Trowal est destinée au traitement des effluents en sortie des équipements de tribofinition. Cette centrifugeuse traite les fluides chargés de particules métalliques, d’abrasifs usés, d’huile et de métaux. Elle va séparer les matières en suspension pour former des boues d’hydroxydes métalliques et une solution composée d’eau et d'additif ; son débit peut atteindre 300 l/h.
[Photo : La centrifugeuse ZM01 d’USF Walther Troval traite les fluides chargés de particules métalliques, d’abrasifs usés, d’huile et de métaux.]
Il en est de même pour le Rotamat Membrane Screen de Huber Technology. Cet équipement tamise à 200 micromètres les particules en suspension. Dans l'industrie agro-alimentaire par exemple, placé en amont du bioréacteur, il permet de sortir une grande partie de la DBO et soulage le traitement aval. Pour Hervé Keller, d’Huber Technology : « Les mailles du tamis de Rotamat Membrane Screen croisent dans les deux sens. Ceci permet d'arrêter toutes les fibres longues et cheveux, ce qui n'est pas le cas des tamis de type Johnson ».
Associant filtration et traitement, les bioréacteurs sont aujourd’hui présents chez la plupart des constructeurs. Ces équipements, dont le principe est présenté depuis plusieurs années, cherchent à gagner les applications sur des effluents difficiles à traiter. Ainsi, cette année, CTI (Céramiques Techniques et Industrielles) a développé pour Orelis un support céramique pour accueillir une nouvelle gamme de membranes de micro, d’ultra et de nanofiltration. CTI a synthétisé une nouvelle poudre de céramique finement calibrée à base d’oxyde de titane dopé. Orelis a adapté sa gamme Kerasep à base de titane zircone à ce nouveau
[Photo : CTI a développé pour Orelis, un support céramique pour accueillir une nouvelle gamme de membranes de micro, d’ultra et de nanofiltration.]
Optimiser la filtration et la centrifugation
L'IFTS (Institut de la filtration et des techniques séparatives) a développé deux méthodes pour optimiser les opérations de séparation solide/liquide.
L'une permet d'optimiser le dimensionnement des essoreuses, l'autre aide au dimensionnement des filtres à bande ou à plateau et définit les meilleures conditions opératoires pour un procédé existant.
Pour étudier la résistance spécifique, mais aussi la perméabilité et la porosité des gâteaux obtenus dans des essoreuses centrifuges, la cellule de compression-perméabilité de l'IFTS permet l'acquisition des paramètres quelle que soit la pression de filtration, donc l'accélération à laquelle est soumis le gâteau d’essorage.
Pour réaliser ces essais, la cellule mise au point repose sur un test de perméation d'un liquide pur à travers un milieu poreux – le gâteau – constitué des particules de la suspension à traiter.
Le gâteau est soumis à des pressions variables. Pour chaque pression, le débit de liquide chargé obtenu en alimentant un piston creux sous une charge hydrostatique constante, celui de liquide propre en sortie ainsi que l'épaisseur du gâteau sont mesurés à l'équilibre.
Les données recueillies permettent d'optimiser le fonctionnement ou le dimensionnement d’une essoreuse en s'appuyant sur de nouveaux modèles et en tenant compte du comportement du gâteau soumis aux contraintes de l'essorage.
Cet ensemble calcule la valeur optimale du débit d’alimentation, de l’accélération centrifuge, de l’épaisseur du gâteau, de la durée des cycles.
Le banc d’essais de filtration-compression permet tous types de filtration sur gâteau. Il peut être utilisé sous différentes conditions (débit constant, pression constante...). Cet équipement permet de mieux appréhender le comportement des suspensions et donc d'optimiser la productivité de l'étape de filtration insérée dans un procédé plus complexe de traitement des boues.
[Photo: La version automatisée des cellules de compression-perméabilité développée par IFTS permet d'étudier la résistance spécifique, la perméabilité et la porosité des gâteaux obtenus dans des essoreuses centrifuges.]
support et vient de mettre au point une nouvelle série de membranes à haute résistance à l'abrasion. Cette membrane présente des qualités d’inattaquabilité chimique et une meilleure résistance mécanique qui la rend intéressante pour des applications contraignantes, comme la clarification de jus glucosés, le traitement des moûts de fermentation ou les bio-réacteurs à membrane céramique. Mais l’évolution la plus remarquable est le développement des équipements mobiles.
Les constructeurs de matériels de séparation ont développé des équipements mobiles qu'ils louent en fonction des besoins. « Nous avions développé en Franche-Comté une unité mobile de déshydratation des boues pour aider les collectivités locales, explique Philippe Brandenburger, ingénieur commercial industries à l’agence Franche-Comté de Générale des Eaux. Cette formule intéresse beaucoup les industriels. Aujourd’hui, nous leur proposons le concept Genesys, un matériel standard et mobile prêt à l'emploi accompagné d'un engagement de résultat. »
[Photo: La Compagnie Générale des Eaux a développé en Franche-Comté une unité mobile de déshydratation des boues pour aider les collectivités locales. Aujourd'hui, elle propose le concept Genesys, un matériel standard et mobile prêt à l'emploi accompagné d'un engagement de résultat.]
Déjà en juin 1998, l’INRA et les Ateliers d’Occitanie annonçaient un bioréacteur dans un wagon-citerne. Cette unité de dépollution des effluents d'origine viticole ou laitière met en œuvre le procédé SBR (Sequencing Batch Reactor), une technique de traitement aérobie des effluents permettant d’éliminer plus de 96 % de la matière organique biodégradable sur les effluents d'origine viticole et 99 % pour ceux de l'industrie fromagère.
Par ailleurs, au printemps 2002, Biome France a lancé Quadr'0, une unité mobile de traitement des effluents intégrant traitement physico-chimique, ultrafiltration et osmose inverse. Capable de traiter 15 m³/h, elle peut être installée sous 48 heures sur site et est immédiatement opérationnelle. Ses principaux champs d’application : les industries chimiques et cosmétiques et les centres de déchets de stockage pour le traitement des lixiviats.
[Photo: Quad'0, une unité mobile de traitement des effluents intégrant traitement physico-chimique, ultrafiltration et osmose inverse, est capable de traiter 15 m³/h, elle peut être installée sous 48 heures sur site et est immédiatement opérationnelle.]
