• traitement des eaux industrielles

    Introduction

    Les eaux industrielles et leurs traitements sont désormais placé au cœur des préoccupations environnementales auxquelles sont confrontés les industriels.
    De l'entrée, au rejet des eaux industrielles en passant par le traitement pour l'obtention d'eau de process, les contraintes réglementaires sont nombreuses. Cela implique de nombreuses recherches de solutions de la part des industriels, afin de limiter l'impact sur l'environnement ainsi que leurs coûts.


    Qu'appelle-t-ont « eaux industrielles » ?

    On appelle « eau industrielle », l'eau résiduaire qui provient des différents usages industriels. Les caractéristiques de ces eaux industrielles sont extrêmement variables et directement liées au type d'industrie, en fonction leurs caractéristiques, elles peuvent être envoyées au réseau des eaux pluviales ou des eaux usées (contrôle de la qualité par le laboratoire de la station d'épuration).

    Pour leurs besoins en eau, les industries s'approvisionnent de deux façons, à savoir via le réseau public d'eau potable, ou bien directement par prélèvement direct en surface ou dans les nappes phréatiques. Cette eau est appelé « eau brute ».

    On distingue quatre types d'eau utilisés pour l'industrie qui vont dépendre des usages et des traitements effectués :
    • L'eau industrielle : cette eau est destinée à des fins n’exigeant pas une qualité élevée de l'eau, comme pour des usages thermiques. Elle a subit peu de traitements, tels que la préfiltration ou la décarbonnisation.
    • L'eau de process : cette eau occupe une place intermédiaire entre l'eau industrielle et l 'eau potable. Elle a subit des traitements plus poussés que ceux des eaux industrielles, notamment la clarification, la filtration, la chloration ou encore la neutralisation.
    • L'eau potable : cette eau est utilisée dans le processus de production lorsqu'elle est en contact avec des denrées alimentaires.
    • L'eau de process « ultra-pure » : cette dernière subit des traitements spécifiques et plus poussés que ceux de potabilisation. Elle répond notamment aux exigences de certaines activités industrielles comme la chimie et la pharmacie. En revanche, il n'est que peu utilisé pour le secteur agroalimentaire.


    Le cycle de l'eau dans l'usine


    Le cycle de l'eau est constitué de différentes étapes. Que ce soit à l'entrée de l'usine ou à la sortie, ou encore dans les différents procédés de fabrication, les eaux industrielles doivent être d'une certaine qualité. 

    L’eau qui entre dans l’usine, appelée eau de procédé, doit avoir une certaine qualité suivant le process dans lequel elle sera utilisée. Celle qui en sort doit aussi disposer de certaines qualités dans le respect de la réglementation et des conventions passées avec les stations d’épurations locales. Tout l’enjeu consiste donc à limiter les besoins en eau industrielle dans les procédés, pour ensuite limiter les rejets.


    Les réglementations en vigueur et la norme ISO 

    14046

    Le secteur de l'eau est l'un des plus concernés par les défis socio-économiques et environnementaux actuels. De nombreuses réglementation émanent de cette conjoncture, ce qui contraint les entreprises à innover et à rechercher des solutions leurs permettant de gérer au mieux leur consommation en eau, ainsi que l'impact environnemental.

    Les réglementations européennes en matière d'eaux industrielles : 
    • Directive traitement des eaux résiduelles urbaines (1991) : normes pour les équipements de collecte et de traitement des eaux à mettre en place progressivement.
    • Directive eau potable (1998) : exigences de qualité minimale à respecter pour les eaux destinées à la consommation humaine.
    • Directive cadre sur l'eau : atteindre un bon état écologique des eaux et des milieux aquatiques d'ici 2015.
    • Directive eau de baignade de 2006


    Conditions de raccordement pour le déversement des eaux industrielles usées

    Le raccordement des établissements déversant des eaux industrielles au réseau d'Assainissement collectif public n'est pas obligatoire.

    Toutefois ceux-ci peuvent être autorisés à déverser leurs eaux industrielles au réseau public d'Assainissement collectif selon les normes en vigueur, dans la mesure où ces déversements sont compatibles avec les conditions générales d'admissibilité suivantes :
    • Etre dans un rapport DCO inférieur ou égale à 2,5 DBO5
    • Etre neutralisées à un Ph entre 5,5 et 9,5 ;
    • Etre ramenés à une température inférieure ou égale à 35°C ;
    • Ne pas contenir des composés hydrocilés, ni leurs dérivés habogènes ;
    • Etre débarrassés de matières flottantes, déposables ou précipitables susceptibles, directement ou indirectement, après mélange avec d'autres effluents, d'entraver le bon fonctionnement des ouvrages ou de développer des gaz nuisibles pouvant incommoder les égoutiers dans leur travail ;
    • Ne pas contenir plus de 2000 mg/l de matières en suspension (MES) ;
    • Présenter une concentration en matières organiques telle que la teneur en azote total du liquide n'excède pas 150 mg/l si on l'exprime en azote élémentaire, ou 200 mg/l si on l'exprime en ions ammonium ;
    • Ne pas renfermer de substances capables d'entraîner :
    la destruction de la vie bactérienne des stations d'épuration,
    la destruction de la vie aquatique sous toutes ses formes à l'aval des points de déversement des collecteurs publics dans les fleuves, cours d'eau ou canaux...
     

    La norme ISO 14 046 ou « Empreinte Eau »

    La norme ISO 14 046 a pour objectif d'évaluer l'eau industrielle consommée directement et indirectement lors de la production d'un bien ou d'un service. Initialement appliquée pour les Etats, l'empreinte eau a rapidement été transposée aux entreprises. La finalité de cette norme est de définir au niveau international les règles pour évaluer l'empreinte eau d'un produit ou service, depuis l'extraction des matières qui le composent jusqu'à son élimination. A terme, il s'agit d'identifier les possibilités de réduire cette empreinte en favorisant une utilisation rationnelle et une gestion efficace des eaux industrielles.

    Actuellement, il n’existe aucune norme internationale relative à la consommation d'eau. La norme ISO 14 046 comprend des outils de mesure de la consommation d'eau, ainsi que les meilleurs processus et pratiques de l'industrie. En outre, elle contribuera à mieux cerner les impacts environnementaux relatifs à l'eau, à les évaluer et identifier les possibilités de les réduire. Cette norme est un outil pour agir sur la gestion de l'eau au niveau local, régional et mondial.


    Les techniques de traitements des eaux industrielles

    Dans tous les secteurs de l'industrie, des techniques permettant de récupérer efficacement les denrées qu'elles contiennent se démocratisent.
    Le premier bien qui peut être obtenu à partir d'une eau industrielle usée, c'est l'eau propre.
    Certains industriels poussent le recyclage de l'eau vers le « zéro rejet » en utilisant notamment les technologies membranaires. L'ultrafiltration et l'osmose inverse piègent respectivement les particules micrométriques en suspension et les sels dissous.

    Tableau récapitulatif des polluants des eaux industrielles et de leurs origines :

    PolluantsOrigine
    MétauxTraitement et anodisation métaux
    CyanuresDégraissage, gravure, traitement thermique
    Dérives organo halogènesHuiles, solvants, peintures
    FluoruresPolissage, passivation des métaux
    Matières en suspensionHydroxydes métalliques
    Matières organiquesSolvants, huiles, graisses agro alimentaire
    Matières phosphoréesDécapage et gravure
    Molécules chimiquesPharmacie et laboratoire

    Il existe de nombreuses méthodes de traitement des eaux industrielles adaptés à chaque polluant et à chaque usage. On a pu déterminer trois grandes familles de traitement de ces eaux industrielles :
    • le traitement des eaux industrielles de process : par adoucissement, osmose inverse, déminéralisation, traitement des eaux industrielles de refroidissement
    • les traitement des effluents industriels : par bio réacteur à membranes, boue activée, méthanisation, traitement des huiles et des graisses, recyclage
    • traitement des boues industrielles : épaississement, déshydratation, digestion, valorisation matière énergétique

    Le traitement des eaux industrielles débute toujours par une analyse de l'effluent concerné afin d'en découvrir les caractéristiques et les polluants pour adapter le traitement à ses spécificités.

    Néanmoins, plusieurs étapes sont nécessaires :
    • le pré-traitement ; en général physique ou physico-chimique
    • le traitement primaire ; physico-chimique
    • le traitement secondaire ; épuration chimique ou biologique
    • le traitement tertiaire ; traitement de finition physique ou biologique
    • le traitement des boues; évacuation à la décharge, valorisation ou incinération

    Traitement physique Traitement chimique Purification
    Décantation Neutralisation Absorption
    Filtration Précipitation Ultra Violet
    Flottation Coagulation Microfiltration
    Sédimentation Floculation Ultra filtration
    Evaporation Extraction Nonofiltration
    Dégazage   Osmose inversé


    Dossier « Eaux pures et ultrapures : traitements et usages »

    « La qualité des eaux pures et ultrapures est spécifiée par leur teneur limite en une longue liste d'éléments chimiques et microbiologiques dont l'importance relative dépend de l'usage qui en est fait. Les plus exigeants sont les professionnels de l'électronique, de la santé, de la pharmacie et de l'agro-alimentaire. Plusieurs procédés et techniques s'offrent à eux pour garantir ces qualités dont le choix puis l'exploitation, complexes, imposent compétence et rigueur. 
    Les propriétés physiques et chimiques de l'eau en font un fluide d'usage universel dans les activités humaines. Selon les besoins, elle est une matière première, un fluide caloporteur (chauffage et refroidissement), un liquide de lavage et un solvant d'extraction. Ses applications industrielles dépendent très directement de son degré de pureté.
    Ses usages les plus exigeants sont ceux qui requièrent les concentrations les plus faibles en une série de substances qui s'y trouvent, naturellement ou après usage, en suspension et/ou dissoutes. L'eau est alors dite pure ou ultrapure. Selon son origine, une eau fait l'objet d'une relative diversité de procédés de traitement qui lui confèrent le degré de pureté requis. »


    Le recyclage des eaux industrielles

    L’eau constitue souvent un élément essentiel à la production industrielle. Dans un contexte de raréfaction de la ressource et de durcissement de la législation, de nombreuses entreprises cherchent donc à développer le recyclage de leurs eaux industrielles. 

    Ces dernières peuvent être réutilisées dans les chaudières et les tours de refroidissement, ou comme eau de lavage, de nettoyage ou de process. Le recyclage permet à la fois d’économiser les ressources en amont, mais aussi de diminuer le volume des rejets dans l’environnement.

    Pour les industriels, réutiliser les eaux usées peut permettre d’augmenter leur capacité de production sans avoir à installer une capacité supplémentaire de traitement des effluents et, dans certains cas, de récupérer des matières premières diluées dans les effluents. 

    Le tableau ce dessous dresse les avantages et les inconvénients liés au recyclage
    Avantages :
    - Baisse de la consommation en eau
    - Diminution des coûts de prétraitement
    - Baisse des coûts de rejet
    - Moins de recours en eau brute
    - Adéquation avec les normes de rejet
    - Bonne image « Image Verte »
    Inconvénients :
    - Coût d'investissement important 
    - Coût d'exploitation important
    - Traitement de mise en œuvre complexe
    - Stabilité des rejets
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