TRAITEMENT ANAEROBIE

DES EFFLUENTS EN CHIMIE

JOURNEE INDUSTRIELLE METHANISATION

Exemple d’applications industrielles par de petites unités de

méthanisation

Le 5 Octobre 2011

Chambéry, salle des congrès « Le Manège »

François MORIER – Directeur Général

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).

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.

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

PARTICULARITE DES EFFLUENTS (suite)

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.

CHOIX DU PROCEDE

Les effluents à traiter, assez facilement biodégradables,

présentaient les caractéristiques présentées dans le tableau ci-

dessous. La norme de rejet de rejet la plus contraignante était la

DCO limitée à 1000 mg/l O2.

Tableau 1 : Caractérisation des effluents entrants

Paramètres Unités Valeurs

Débit journalier m3 300 à 600

Flux DCO journalier kg O2 2000 à 3000

Rapport DCO/DBO5 - 1,7 à 2,7

pH - 7 à 12

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).

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.

PRESENTATION DU PROJET

La filière est résumée sur le tableau suivant :

Tableau 2 : Filière de traitement

Fonctions équipements Caractéristiques

Stockage et alimentation Bassin de sécurité

Pré-neutralisation

Tamisage

Bassin de stockage

3000 m3

CO2

500 m

1200 m3

Traitement anaérobie Méthaniseur

Régulation pH

400 m3

Soude

Traitement

physicochimique

Coagulant

Flottateur

Centrifugeuse

Organique

3,5 m2

100 kg/h MS

Circuit chaleur Echangeur récupération

Echangeur réchauffage

Chaudière biogaz

Torchère

Freeflow

Tubulaire

200 kW

30 Nm3/h

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 O2 800 à 1800

Rapport AGV/TAC - 0,05 à 0,1

Température °C 36,5 à 37,5

RESULTAT APRES DIGESTION (suite)

Méthanisation

réchauffageStockage

Torchère Chaudière CompostageBassin de sécurité

Récupération

énergieDégrillage Aéroflottation Centrifugation

Rejet eaux usées

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.