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Année Universitaire 2019-2020 Ministère de l’agriculture De L’Environnement et

Année Universitaire 2019-2020 Ministère de l’agriculture De L’Environnement et des Ressources Hydrauliques Et de la Pêche ***** Institution de la recherche Et de l’Enseignement Supérieur Agricoles Ministère de l’Enseignement Supérieur De la Recherche Scientifique Et De la Technologie **** Université de Jendouba République Tunisienne Ecole supérieure des ingénieurs de Medjez el bab Traitements des eaux industrielles d’une Papeterie Professeur: Riahi Khlifa Elaboré par: Ben Othmen Mayssa Jawedi Yassin 2 Plan 3 Introduction Technique de traitement Analyse technico-économi que Conclusion Caractérisation générale des effl uents Nature de pollution Norme de rejet 1 2 4 5 6 3 1 Caractérisation général e des effluents Caractérisation générale des effluents 5 Les effluents des papeteries sont composés principalement : • du trop-plein des eaux de procédé et des égouttures autour de la machine à papier ; • des eaux des presse-étoupes, des pompes, agitateurs, raffineurs et épurateurs ; • des rejets d'épuration de tête de machine ; • des eaux de pressage des rejets d'épuration de la préparation des pâtes ; • des eaux de lavage des cuisines et des postes de couchage ; • des eaux de déshydratation des boues. Caractérisation générale des effluents 6 Ces flux sont collectés par un réseau de caniveaux puis envoyés vers la station via une pompe de r elevage. L'effluent ainsi constitué contient principalement des matières en suspension telles que : fibres, fines cellulosiques, charges minérales ainsi que de la matière organique et inorgani que dissoute et colloïdale.. Les effluents des papeteries ont des pH proches de la neutralité, peu de sites, correspondant à des pr oductions très spécifiques, ont des effluents acides. Ils sont facilement biodégradables avec un rappo rt DCO/DBO5 de l'ordre de 2. 2 Nature de pollution Nature de pollution 8 Pour apprécier les sources de polluants dont cette industrie est à l’origine, il y a lieu de revoir la composi tion de la matière première utilisée, c’est-à-dire le bois, ainsi que les traitements chimiques et mécaniqu es qu’il faut lui faire subir pour produire les pâtes de qualité nécessaires à la fabrication du papier. Le bois renferme trois principaux constituants, soit la cellulose, l’hémicellulose et la lignine. Les prop ortions de ces trois substances peuvent varier d’une espèce à l’autre, mais elles sont à peu près de 50 % pour la cellulose, de 25 % pour l’hémicellulose et de 25 % pour la lignine. La cellulose est une molécule li néaire très longue constituée d’une chaîne dont chaque maillon est un glucose. Des microfibrilles, consti tuées de faisceaux de molécules de cellulose, s’assemblent pour former des fibrilles et, enfin, des fibres de cellulose. Structure des matières ligneuses La matière ligneuse est constitutive du bois et se caractérise par sa rigidité. Dans le domaine industriel, l e terme de "matière ligneuse" désigne une matière première issue de bois Nature de pollution 9 Réduction en pâte Cette opération a pour but de séparer les fibres de cellulose des autres constituants du bois et de la récupé rer à l’état le plus pur et le plus intact possible. Dans le cas du procédé chimio thermomécanique « PCTM » le débit d’eau plus faible et le taux plus élevé de récupération des fibres se traduisent par le rejet d’une plus grande quantité de lignine et de substances extrac tibles et augmentent considérablement le risque de rejet d’effluents toxiques concentrés. Le rejet d’effluents d e blanchiment au chlore dans les déchets organiques vient aggraver le problème. Nature de pollution 10 Les usines utilisant le procédé PCTM auraient eu un effet dévastateur sur l’environnement canadien, si elles avaient été construites 20 ans plus tôt. Il existe maintenant des règlements stricts relatifs à la pollution, et les n ouvelles usines PCTM sont dotées des dispositifs de dépollution nécessaires pour assurer le respect des exige nces de toxicité de leurs effluents. En fait, l’industrie des pâtes et papiers cherche maintenant à mettre au poin t des usines PCTM « à émission nulle » ou « à boucle fermée », c’est-à-dire des usines qui récupéreront tous les déchets produits et qui réutiliseront l’eau nécessaire au procédé. Nature de pollution 11 Dioxines et furanes On a décelé la présence de polychlorodibenzo-p-dioxines (PCDD) et de polychlorodibenzo-p-furanes (PCDF) d ans les émissions des usines de pâte. Leur concentration dans les gaz de cheminée produits au cours de la comb ustion de la liqueur noire concentrée est très faible. On a estimé, en Suède, que la production annuelle de quatr e millions de tonnes de pâtes entraîne l’émission dans l’air d’environ deux grammes de congénères de PCDD et de PCDF. Le blanchiment de la pâte produit aussi des PCDD et des PCDF qui sont formés à partir de phénols chlorés et plus particulièrement à partir de 2-phénoxyphénols chlorés. Les effluents de blanchiment contiennent de 5 à 15 grammes de PCDD et PCDF totaux rejetés chaque année en Suède. Nature de pollution 12 COMPOSÉS DANGEREUX POUR LA SANTÉ HUMAIN E De nombreux composés organiques chlorés synthétisés de façon aléatoire pendant le blanchiment de la p âte sont des xénobiotiques toxiques qui persisteront pendant de longues périodes dans l’environnement. Nature de pollution 13 Les effluents d’usines de pâte contiennent une grande variété de composés chlorés, mais ces comp osés sont rarement en concentrations suffisamment élevées pour provoquer un effet de toxicité aiguë. Ainsi ,les produits organochlorés rejetés par les usines de pâtes et papiers risquent surtout de nuire à l a santé humaine à la suite d’une exposition à long terme par consommation d’eau potable et à la suite de bioaccumulation par consommation de poissons contaminés. En guise de conclusion : 3 Norme de rejet Norme de rejet 15 Les normes de rejet à respecter sont très variables : • les paramètres de pollution sont plus nombreux que pour les ERU et sont spécifiques des industries et des pays, v oire des bassins concernés ; • les exigences des législations concernant des paramètres spécifiques Norme de rejet 16 Suivant la Journal Officiel de la République Tunisienne — 30 mars 2018 4 Technique de traite ment Technique de traitement 18 Un traitement primaire Ce traitement comporte : • un prétraitement préliminaire ; • un tamisage/dégrillage de sécurité ; • un bassin tampon/homogénéisation (pointes de débit liées aux vidanges de circuits, changements de fab rication…) ; • une neutralisation (lavage chimique des toiles) ; • une clarification (Turbocirculator, flottation…) ; • une réfrigération si nécessaire. 19 Un traitement biologique Toutes les techniques décrites au niveau des procédés biologiques et de la méthanisation so nt applicables, en tenant compte de la présence possible de certains éléments orientant le choi x des procédés ou technologies, par exemple : du pouvoir colmatant des fibres ; • des concentrations élevées en calcium (risque d’entartrage) ; • du latex non prétraité ; • de la présence de matières abrasives (TiO2, CaCO3, kaolin…) ; • de la salinité (corrosivité). Ce traitement biologique peut être réalisé en un ou deux stades selon le type de production, le degré d’épuration recherché, la taille de l’installation. Technique de traitement 20 Actuellement, la plupart des usines de pâtes et papiers traitent leurs déchets dans des bassins aérés avant de les rejeter dans les eaux réceptrices. On effectue ce traitement en vue d’assurer le respect des limites relatives à la demande biologique d’oxygène (DBO) et des exigences relati ves à la toxicité pour les poissons. Toutefois, l’industrie des pâtes et papiers devra, pour respect er les nouvelles limites plus strictes relatives aux halogènes organiques absorbables, faire subir aux eaux usées un traitement plus perfectionné et plus coûteux. Il est essentiel que ces nouvell es techniques soient conçues de façon à dégrader les produits chimiques qui constituent la me nace la plus importante pour la santé humaine, c’est-à-dire les produits toxiques ou mutagènes, les produits qui ont tendance à se bio accumuler et les produits difficilement dégradables. Technique de traitement 21 Un traitement tertiaire Un traitement complémentaire peut alors s’avérer nécessaire pour réduire les concentrations de cer tains composés spécifiques : MES, DCO dure, coloration… Les techniques applicables sont celles décr ites au traitement tertiaire, le choix optimal étant à étudier au cas par cas. Un traitement des boues Les boues primaires contiennent des fibres et des matières minérales (provenant des papiers recyclé s ou ajoutées lors de la fabrication). Les proportions respectives MM/fibres sont variables selon les ty pes de pro duction et le degré de récupération interne. Ces boues primaires sont : • soit recyclées en production (fabrique de PPO par exemple) ; • soit déshydratées seules ou en mélange avec les boues biologiques, sachant que celles-ci ne repré sen tent le plus souvent que 5 à 15 % du total des boues. Les différentes techniques de déshydratation, séchage ou incinération utilisées sont celles décrites a u traitement des boues liquides et traitement des boues déshydratées, sachant que l’optimisati on technico-économique dépendra de l’objectif final, mais aussi de la composition du mélange des b oues (fibres, matières minérales, boues biologiques et tertiaires). Technique de traitement 22 Un traitement des odeurs Le traitement des eaux résiduaires de l’industrie papetière ne conduit uploads/Science et Technologie/ traitemen-eaux-industrielle.pdf