Le traitement des effluents dans l'industrie pharmaceutique

SAPCHIM est la Division Chimique de la Société Fevrier-Decoisy-Champion, filiale du Groupe Pharmaceutique Labaz. L’établissement de Sisteron regroupe une des usines de produits chimiques fins de la Division SAPCHIM et le Centre de Recherche et d’Études Pharmacologiques (C.R.E.P.). Ces deux entreprises emploient à Sisteron plus de 300 personnes, dont 30 ingénieurs et cadres et 80 techniciens et agents de maîtrise.

Leurs activités de recherche, de mise au point des procédés de synthèse chimique et de production se répartissent en deux domaines :

• * les molécules thérapeutiques actives à usage pharmaceutique (principes actifs),
• * des produits industriels variés : intermédiaires de synthèse et adjuvants pour la transformation des matières plastiques et l'industrie textile.

L'établissement est implanté à 2 km au nord de Sisteron, sur un terrain de 10 ha. L’ensemble de ses locaux représente une surface couverte supérieure à 3 ha. Les ateliers de production mettent en œuvre des matériels très polyvalents permettant de réaliser la presque totalité des opérations de la chimie organique. La capacité des équipements utilisés va de quelques litres jusqu’à 8 000 litres, pour les plus grosses unités de fabrication. L'établissement possède, en outre, des laboratoires de recherche, de mise au point et de contrôle dotés d'un matériel moderne, ainsi que des ateliers d’entretien et de nombreux magasins.

L'usine rejette ses effluents dans le Buech, à proximité de son confluent avec la Durance, immédiatement en amont de Sisteron. Pour satisfaire aux impératifs rigoureux de l'Administration concernant les caractéristiques de ce rejet, un important programme de travaux anti-pollution a été lancé en 1971.

LA STATION DE TRAITEMENT PRIMAIRE

En ce qui concerne le traitement des effluents liquides, les premiers travaux commencèrent en 1974 avec la création d'un réseau d’égouts entièrement nouveau. Ce réseau réalisé en matériau anti-acide est réservé aux effluents industriels pollués, les eaux pluviales ou non polluées empruntant l’ancien réseau.

Parallèlement à cette restructuration du réseau, on procédait à la construction d’une station de traitement primaire destinée à remplacer les anciens bassins de décantation utilisés jusqu'alors. Cette installation réalisée en 1975 et reposant essentiellement sur une neutralisation des effluents suivie d’une décantation, est maintenant intégrée au sein de la station générale.

En effet, ces traitements primaires permettent non seulement d'éliminer une partie de la pollution — matières en suspension, huiles... —, mais ils constituent également un préalable indispensable aux traitements ultérieurs.

Les anciens bassins de décantation furent conservés et sont utilisés aujourd'hui pour certains en stockage des effluents toxiques éventuels et pour les autres en bassins d’orage sur le réseau pluvial.

LES ÉTUDES DE POLLUTION

Compte tenu du nombre et de la très grande variété de produits fabriqués par l’usine, les caractéristiques des effluents issus des ateliers sont extrêmement variables. C’est ce qui constituait la principale difficulté pour concevoir et dimensionner une installation de traitement secondaire, à la fois polyvalente et fiable.

Il fut donc décidé de procéder à une étude en deux temps :

• * une première phase pour l'établissement d’un bilan complet de la pollution : Débit, MES, DBO, DCO, et la définition d'un schéma préliminaire de traitement,
• * une deuxième phase constituée d'essais effectués sur des installations-pilotes pour vérifier sur une longue période le fonctionnement des divers procédés envisagés.

Ces essais-pilotes mirent en évidence l'intérêt et les performances d’un traitement biologique par boues activées, procédé qui fut retenu pour la conception de la station actuelle.

Les résultats obtenus durant l'ensemble de cette étude (1976-1977) permirent de dimensionner avec précision les diverses parties de l'installation.

LA STATION DE TRAITEMENT BIOLOGIQUE

Les performances à atteindre au rejet, fixées par arrêté préfectoral, sont les suivantes :

• * MES : concentration maximale . . . 30 mg/litre
• * DBO : poids maximal journalier . . . 100 kg/jour
• * DCO : poids maximum journalier . . . 300 kg/jour

Compte tenu des caractéristiques des effluents à traiter, ces objectifs conduisent à des rendements d'épuration très élevés, particulièrement en ce qui concerne la DCO :

• * 97 % d'élimination de la DBO,
• * 94 % d'élimination de la DCO.

Si le rapport DBO/DCO des effluents rejetés à l’avenir par l’usine se maintient aux valeurs très favorables mesurées durant la campagne d’échantillonnage — de l’ordre de 0,65 —, le rendement sur la DCO pourra probablement être obtenu par l'installation de traitement biologique existante sans faire appel à un traitement complémentaire.

Ces exigences de rendement, jointes à la très grande variabilité tant qualitative que quantitative des effluents, constituaient autant de contraintes particulièrement sévères pour la conception et le dimensionnement d'une installation de traitement biologique au fonctionnement fiable en toutes circonstances.

Le problème a pu être résolu en toute sécurité en adoptant les dispositions originales suivantes :

• Stockage des effluents pour assurer une alimentation du traitement biologique 7 jours sur 7,
• Régulation de la charge de pollution en fonction du niveau de charge du biologique avec possibilité de stockage en by-pass du biologique,
• Détection des effluents toxiques éventuels avec possibilité de stockage en by-pass du biologique,
• Reprise éventuelle ultérieure des toxiques à débit contrôlé,
• Traitement biologique à faible charge massique selon le procédé Contact-Assimilation,
• Contrôles permanents et automatiques de l'effluent aux points clés de l'installation,
• Tests de métabolisation sur 4 mini-stations de traitement biologique,
• Mesures de DBO₅, pH, température, etc.

La station a été réalisée par l'OMNIUM D’ASSAINISSEMENT en 1978-1979 selon le schéma de traitement présenté ci-dessous :

PRINCIPALES CARACTÉRISTIQUES DE LA STATION

EFFLUENTS BRUTS

• Débit moyen, après répartition 7 jours sur 7 : 24 m³/h ; débit maximum : 40 m³/h ;
• DBO₅, concentration moyenne : 2 250 mg/litre ; poids journalier maximum : 3 400 kg/jour ;
• DCO, concentration moyenne : 3 470 mg/litre ; poids maximum journalier : 5 250 kg/jour.

TRAITEMENT PRIMAIRE

• Neutralisation : volume utile 20 m³ ;
• Réactifs utilisés : acide sulfurique, lait de chaux ;
• Décanteur-déshuileur : volume utile 100 m³.

TRAITEMENT BIOLOGIQUE

• Bassin de stockage : volume total 3 000 m³ brassé à l'air ;
• Neutralisation secondaire : volume 10 m³ ;
• Bassin de contact : 2 bassins de 500 m³ chacun ;
• Bassin d'assimilation : volume 750 m³ ;
• Volume total des bassins d’aération : 1 750 m³ ;
• Charge volumique globale (maxi) : 1,94 kg DBO₅/m³·jour ;
• Charge massique globale (maxi) : 0,3 kg DBO₅/kg MS·jour.

• Dispositif d’aération :3 turbines de surface ODA-NEYRPIC. Diamètre 2 200 mm à deux vitesses de rotation ;

Floculation :Volume utile 7 m³ avec introduction possible de polyélectrolyte organique ;

• Décanteur secondaire :Diamètre 10 mètres – Volume utile 170 m³ ;

Recirculation des boues :Vis d’Archimède avec moteurs deux vitesses.Débit 22/40 m³/heure.

TRAITEMENT DES BOUES

• Poids journalier (7 jours sur 7) de boues en excès : 1 700 kg MS ;

Épaississeur :Diamètre 10 mètres – Volume utile 220 m³ ;

Réactifs de conditionnement :Sulfate ferreux et polyélectrolyte organique ;

• Déshydratation des boues :Filtre à bandes HERCULE ;

Capacité nominale de filtration :150 kg MS/heure ;

Siccité des boues filtrées :Environ 22 % MS ;

Puissance électrique totale installée de la station :Environ 250 kVA.

UNITÉ CENTRALE DE CONTRÔLE ET DE RÉGULATION

• Mesure de DTO :Appareillage automatique à 3 voies avec commutation automatique ;
• Mesure de la toxicité :Station pilote à 4 réacteurs biologiques permettant 3 mesures simultanées, fonctionnant par permutation circulaire avec commutation automatique ;
• Armoire de régulation analogique pour le pilotage de la neutralisation et — en secours — de l’oxygénation au traitement biologique.
• Calculateur numérique type PDP 11.03 avec mémoire de 16 000 mots.

Les nombreux dispositifs de contrôle et de régulation prévus sur la station ont fait l’objet d’une conception centralisée et intégrée :

L’unité centrale de contrôle et de commande comprend trois parties distinctes :

• les analyseurs de pollution,
• l’équipement de calcul,
• les fonctions de commande.

Outre les paramètres habituels qui sont mesurés en continu tels que pH, débits, oxygène dissous, niveaux, etc., il a été prévu des analyseurs de pollution.

La Demande Totale en Oxygène (DTO) est mesurée et calculée par un appareil automatique qui procède à une combustion totale des échantillons arrivant en

La toxicité des effluents est mesurée par un analyseur mis au point par le Centre de Recherches de l'ODA (CRODA) équipé de 4 réacteurs biologiques.

Cet analyseur permet de suivre en continu la métabolisation de plusieurs échantillons sur un substrat biologique (boues activées). Il détecte la présence éventuelle de substances toxiques et commande automatiquement le by-pass du traitement biologique.

L'installation assure également la régulation de la charge de pollution à admettre pour maintenir les caractéristiques de l'effluent rejeté en conformité avec les objectifs fixés.

Afin de faciliter l'exploitation des équipements de mesure utilisés et l'interprétation des résultats obtenus, l'Unité Centrale de Contrôle et de Commande est équipée d'un microcalculateur numérique relié lui-même à un ensemble d'acquisition rapide d'informations et d’un téléimprimeur pour la constitution d'un journal de bord et le dialogue avec l'exploitant.

Les résultats obtenus lors des premiers mois d'exploitation sont sensiblement en deçà des valeurs prévues indiquées ci-dessus. Ils confirment à nouveau les performances et la sécurité de fonctionnement qui sont offertes par une station de traitement biologique faisant appel aux techniques récentes d’analyse et de contrôle : DTO, Détection de toxiques, Pilotage automatique, etc.

B. FOLLEA.