TRAITEMENT ANAEROBIE DES EFFLUENTS EN CHIMIE

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1 TRAITEMENT ANAEROBIE DES EFFLUENTS EN CHIMIE François MORIER Directeur Général JOURNEE INDUSTRIELLE METHANISATION Exemple d applications industrielles par de petites unités de méthanisation Le 5 Octobre 2011 Chambéry, salle des congrès «Le Manège»

2 PARTICULARITE DES EFFLUENTS Dans un process chimique industriel utilisant de l eau, depuis les étapes de synthèses jusqu aux divers conditionnements, on décèlera dans les effluents liquides la présence de solvants de synthèse, de sous produits organiques ou de minéraux concentrés (eaux mères) et dilués (eaux de lavage des produits ou des gaz), la présence de corps gras (acide gras) ou encore de solvants très biodégradables (alcools, AGV).

3 PARTICULARITE DES EFFLUENTS (suite) Les effluents issus des usines chimiques se caractérisent donc par leur grande variabilité dans leur composition et dans leur évolution : ph très acides ou basiques des purges de laveurs de gaz ou de CIP salinité très variable avec présence possible de sulfate ou de molécules soufrées compositions variables pour les ateliers travaillant à façon variabilité saisonnière en production phytosanitaire par exemple présence potentielle d inhibiteurs ou de bactéricides une DCO résiduelle dite dure.

4 PARTICULARITE DES EFFLUENTS (suite) Dans ce type d environnement, les effluents devront donc être très bien caractérisés et certaines précautions devront être prises : un grand volume de stockage pour lisser leur hétérogénéité un bassin de sécurité en cas de besoin (accidents de production, toxiques, ) deux niveaux de régulation de ph en amont et sur le digesteur un appoint éventuel en minéraux et oligoéléments un appoint en micronutriments un dimensionnement des ouvrages et une exploitation prudente

5 Société INDENA La société INDENA, implantée en Touraine, produit des extraits végétaux par extraction en phase aqueuse ou solvant avec des étapes de concentration et de distillation. Avant la construction de l installation les effluents concentrés, contenant ou non des solvants chlorés, étaient détruits en Centre agréé, tandis que les effluents dilués neutralisés étaient rejetés, après contrôle, dans le réseau d égout urbain relié à une station biologique urbaine de grande capacité. Un durcissement des normes de rejet et le souhait de traiter sur place certains effluents organiques biodégradables, qui devaient jusqu alors être concentrés sur évaporateurs avant destruction hors site, ont conduit l industriel à rechercher le procédé le mieux adapté.

6 CHOIX DU PROCEDE Les effluents à traiter, assez facilement biodégradables, présentaient les caractéristiques présentées dans le tableau cidessous. La norme de rejet de rejet la plus contraignante était la DCO limitée à 1000 mg/l O 2. Tableau 1 : Caractérisation des effluents entrants Paramètres Unités Valeurs Débit journalier m à 600 Flux DCO journalier kg O à 3000 Rapport DCO/DBO5-1,7 à 2,7 ph - 7 à 12

7 CHOIX DU PROCEDE (suite) En collaboration avec Proserpol et d autres sociétés spécialisées, plusieurs voies ont été explorées : la séparation en ligne des effluents concentrés et dilués à l aide d un analyseur en continu les procédés biologiques aérobies de type classique, SBR ou MBR un traitement anaérobie La séparation efficace des effluents dilués/concentrés est apparue difficile à réaliser industriellement et les procédés aérobie ont été écartés du fait de leur consommation énergétique, de leur production de boue importante et de l impossibilité de rejeter dans le milieu naturel (MBR donc exclu).

8 CHOIX DU PROCEDE (suite) Parmi les procédés anaérobies, le choix s est porté vers la technologie du film fixé pour sa plus grande robustesse aux chocs et aux variations de qualité des effluents. Le lit est du type vrac avec possibilité de mise en mouvement en fonction des demandes d exploitation. La circulation est down-flow pour favoriser le contact et limiter la production de mousse pendant les phases de transition. Une finition par un procédé physicochimique avec coagulation et aéroflottation permet le respect des normes de rejet. S agissant d un traitement de finition les boues sont produites en faibles quantités. Elles sont centrifugées avant compostage.

9 PRESENTATION DU PROJET La filière est résumée sur le tableau suivant : Tableau 2 : Filière de traitement Fonctions équipements Caractéristiques Stockage et alimentation Traitement anaérobie Traitement physicochimique Circuit chaleur Bassin de sécurité Pré-neutralisation Tamisage Bassin de stockage Méthaniseur Régulation ph Coagulant Flottateur Centrifugeuse Echangeur récupération Echangeur réchauffage Chaudière biogaz Torchère 3000 m 3 CO m 1200 m m 3 Soude Organique 3,5 m kg/h MS Freeflow Tubulaire 200 kw 30 Nm 3 /h

10 RESULTAT APRES DIGESTION Le bon fonctionnement de l installation est lié à la régularité de l alimentation et au contrôle des paramètres du procédé : ph, température, TAC, AGV et DCO résiduels. Ceci nécessite une très bonne compréhension du procédé de la part de l opérateur. La production de biogaz couvre, en théorie, les besoins thermiques de l installation, mais ne permet pas de valorisation externe. Tableau 3 : Caractérisation des effluents sortie méthaniseur Paramètres Unités Valeurs ph - 6,9 à 7,3 Concentration en DCO mg/l O à 1800 Rapport AGV/TAC - 0,05 à 0,1 Température C 36,5 à 37,5

11 RESULTAT APRES DIGESTION (suite) Bassin de sécurité Torchère Chaudière Rejet eaux usées Compostage Récupération Méthanisation Dégrillage Stockage Aéroflottation Centrifugation énergie réchauffage

12 CONCLUSION Le couplage de prétraitements, comme la digestion anaérobie suivie d un traitement physicochimique, permet dans certains cas de bien répondre aux exigences d un rejet dans un réseau urbain adapté. Il faut retenir, qu en France, l étape anaérobie permet rarement d assurer seule un niveau d épuration répondant aux exigences de concentration mais peut, par contre, répondre plus facilement aux exigences de flux abattu. Dans le milieu de la chimie ou de la synthèse pharmaceutique, un prétraitement anaérobie se révèle bien adapté si les étapes d essais pilote en laboratoire, ou sur site, prennent en compte toutes les contraintes spécifiques de cette activité. La taille des projets industriels va de 0,6 à 600 tonnes par jour de DCO entrante avec des installations d essai de 10 litres à 100 m3 d effluent traité par jour.