nature des effluents

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Alors que les rejets domestiques présentent des caractéristiques relativement similaires, l’extrême diver­sité des eaux résiduaires industrielles (ERI) nécessite une investigation propre à chaque type d’industrie et souvent le recours à des procédés spécifiques.

Outre les données analytiques indispensables, il est fondamental d’être bien informé sur les procédés de fabrication et l’organisation des circuits pour comprendre les besoins et décider d’un traitement satisfaisant. On trouvera au chapitre processus industriels et traitements des effluents résiduaires, de nombreux exemples de chaînes de traitement de ces mêmes effluents orga­nisés industrie par industrie.

origine des effluents

Quatre grandes catégories de rejet peuvent être distinguées dans l’industrie :

effluents de fabrication

La plupart des procédés conduisent à des rejets polluants qui proviennent du contact de l’eau avec des gaz, liquides ou solides.

Les rejets sont soit continus, soit discontinus. Ils peuvent même n’être produits que durant quelques mois par an (campagne dans l’industrie agroalimentaire : deux mois en sucrerie de betteraves par exemple).

Généralement, les flux de pollution sont connus si les fabrications sont régulières, mais si les industries travaillent par campagnes spécifiques (chimie de synthèse, pharmacie, parachimie) l’analyse des rejets est plus difficile, ceux-ci évoluant constamment.

Usine production eau process -traitement influents raffinerie PemexImage sécurisée
Photo 9. Usine de production d'eau de process et de traitement d'influents de la raffinerie de Pemex (Salina Cruz - Mexique) - Débit : 6 000 m3 . J-1

La présence de bassins d’homogénéisation est donc indispensable, ils servent également à alimenter les traitements, en particulier biologiques, en cas d’arrêt de production.

effluents particuliers

Certains effluents sont susceptibles d’être ségrégés :

  • soit pour subir un traitement spécifique avec éventuellement récupération de matières premières et/ou d’eau recyclable en fabrication ;
  • soit dirigés vers un bassin de stockage pour être réinjectés à débit pondéré dans le circuit de traitement (au besoin après prétraitement).

Tel est le cas des :

  • bains de décapage et galvanoplastie ; soudes usées ; eaux ammoniacales de cokerie ;
  • condensats de papeterie, « eaux mères » des industries agroalimentaires et chimiques ;
  • rejets toxiques et rejets concentrés.

effluents des utilités

  • eaux vannes (cantines…) ;
  • eaux de chaufferie (purges chaudière, éluats de régénération) ;
  • boues du traitement des eaux d’appoint ;
  • purges d’eaux de réfrigération.

rejets occasionnels

Ceux-ci ne doivent pas être oubliés, ils peuvent correspondre :

  • à des fuites accidentelles de produits lors de leur manutention ou de leur stockage ;
  • à des eaux de lavage de sols ou d’outils de production ;
  • à des eaux polluées, dont celles d’orage qui peuvent causer aussi une surcharge hydraulique.

Souvent de tels effluents doivent pouvoir être dirigés vers un bassin « d’observation ».

caractérisation générale des effluents

Pour la bonne définition d’une station de traitement d’eaux résiduaires, il est nécessaire de pouvoir dispo­ser des éléments suivants :

  • fabrications types, capacités et cycles, matières premières consommées ;
  • composition de l’eau d’appoint à l’usine ;
  • possibilité de séparation des rejets, et/ou de recyclages ;
  • volumes journaliers d’effluents par catégories ;
  • débits horaires moyens et maximaux (durée et fréquence par catégories) ;
  • flux de pollution moyen, maximal (fréquence et durée) par catégorie de rejet et pour une pollution spé­cifique de l’industrie considérée.

Il est souvent utile d’être informé d’une pollution secondaire, même occasionnelle, pouvant perturber gra­vement le fonctionnement de certains organes des équipements de traitement (colles, goudrons, fibres, hui­les, sables, toxiques…).

Dans le cadre de l’étude d’une usine nouvelle, ces données, recueillies après l’analyse des fabrications, sont à comparer aux données provenant d’usines existantes similaires.

La connaissance de la composition de l’eau d’appoint est souvent nécessaire.

nature des pollutions

Les apports significatifs de pollution énumérés ci-après sont classés en fonction des modes de traitement dont ils sont justiciables :

éléments insolubles séparables physiquement avec ou sans floculation

  • matières flottantes (graisses, hydrocarbures aliphatiques, goudrons, huiles organiques, résines…) ;
  • matières en suspension (sables, oxydes, hydroxydes, pigments, soufre colloïdal, latex, fibres, adjuvants de filtration…).

éléments organiques séparables par adsorption

  • colorants, détergents, composés phénolés, dérivés nitrés, dérivés chlorés ;

éléments séparables par précipitation

  • métaux : Fe, Cu, Zn, Ni, Aℓ, Hg, Pb, Cr, Cd, Ti, précipitables dans une certaine zone de pH, sulfures ;
  • anions : PO43– SO42–, NO3, F.

éléments séparables par dégazage ou strippage

  • H2S, NH3, SO2, CO2, phénols, hydrocarbures légers ou aromatiques, dérivés chlorés.

éléments pouvant nécessiter une réaction d’oxydoréduction

  • CN, Cr(VI), S2–, Cℓ2, NO2-.

acides minéraux et bases

  • acides chlorhydrique, nitrique, sulfurique et fluorhydrique ;
  • bases diverses.

éléments concentrables par échange d’ions ou par osmose inverse

  • radionucléides tels que I*, Mo*, Cs* ;
  • sels d’acides et de bases fortes, composés organiques ionisés (échange d’ions) ou non (osmose inverse).

éléments biodégradables

Par exemple sucres, protéines, phénols. Après acclimatation, certains composés organiques tels que for­mol, aniline, détergents et même hydrocarbures aromatiques peuvent être biodégradés ainsi que certains composés minéraux (S2O32–, SO32–).

éléments oxydables par oxydant fort (O3, O3 + H2O2)

Nombreux composés organiques plus ou moins adsorbables : pesticides, composés macromoléculaires, HAP, PCB…, détergents.

coloration

Les effluents industriels peuvent être fortement colorés. Cette coloration est due à des colloïdes (pig­ments, sulfures) ou à des substances dissoutes (matières organiques, dérivés nitrés).

Sur le plan analytique, il faut noter :

  • le rapport entre DCO et DBO5 des ERI est souvent très différent de celui des ERU. Il évolue aux divers stades du traitement et le rapport final peut être supérieur à 10 ;
  • la présence de toxiques très actifs peut masquer la présence de matières biodégradables et fausser gra­vement la mesure de la DBO5 « potentielle ».

Les notions de traitabilité biologique des eaux résiduaires sont exposées au chapitre analyses et traitabilité des eaux.