Traitement des eaux usées industrielles

Essen, 02.09.2024 – Dans l’industrie, l’eau est nécessaire pour une multitude d’applications. Comme agent de refroidissement, caloporteur, vapeur, matière première, solvant, eau de lavage, etc. Les possibilités sont aussi variées que notre industrie elle-même.

Selon l’Office fédéral des statistiques, les entreprises ont consommé au total 15,3 milliards de m³ d’eau douce en 2019 (sans compter les entreprises de distribution publique d’eau). La plus grande partie est de loin utilisée pour le refroidissement des installations de production et d’électricité (84,7 %). Comme la majeure partie de l’eau de refroidissement est soit recyclée, soit rendue à la nature sans être polluée, il n’est généralement pas nécessaire de l’épurer en tant qu’eau usée. Ce n’est que dans les eaux pauvres en eau qu’il faut veiller à ce que la température des eaux dans lesquelles l’eau est déversée ne soit pas augmentée de manière inadmissible.

Selon l’Office fédéral des statistiques, la part suivante la plus importante d’eau dans l’économie est destinée à la production et à d’autres fins (10,7%). Dans la mesure où l’eau n’entre pas dans la composition des produits (1,4 % à part), cette eau se retrouve tôt ou tard sous forme d’eaux usées industrielles. On distingue ici les rejets indirects et les rejets directs.

Rejets indirects

Sont considérées comme des rejeteurs indirects les entreprises industrielles et artisanales, mais aussi la plupart des ménages privés, qui acheminent les eaux usées vers une station d’épuration communale ou privée via un réseau de canalisations public ou privé, avant de les réintroduire dans le cycle de l’eau.

En cas de rejet indirect, il convient de noter que seules les substances qui ne peuvent pas ou pas suffisamment être éliminées par la station d’épuration correspondante doivent être préalablement éliminées au moyen d’un prétraitement. Étant donné que l’équipement et la capacité d’élimination des différentes substances varient d’une station d’épuration communale à l’autre, les exigences relatives à l’eau à rejeter sont régies par les règlements d’évacuation des eaux des villes et communes concernées.

Rejet direct

Dans le cas du déversement direct, les eaux usées sont traitées directement sur place et déversées dans un cours d’eau. Les exigences minimales en matière d’eau sont ici régies par l’ordonnance fédérale sur les eaux usées (AbwV), aussi bien pour les stations d’épuration communales que pour les stations de traitement des eaux usées industrielles. La distinction n’est pas faite au niveau régional, mais en fonction des zones de provenance des eaux usées ou des branches.

Selon les conditions locales, l’AbwV est complétée par la directive-cadre sur l’eau (DCE). La DCE fait à nouveau une distinction au niveau régional, car elle vise à amener tous les cours d’eau, lacs, eaux souterraines et eaux côtières à un « bon état » d’ici 2027 au niveau européen.

Traitement des eaux usées dans l’industrie

En principe, l’industrie dispose des mêmes procédés de traitement des eaux usées que les stations d’épuration communales.

L’avantage dans l’industrie est que l’on peut agir de manière très ciblée, car la plupart du temps, les substances cibles sont connues et la composition des eaux usées ne varie pas autant ou n’est pas aussi variable que dans les eaux usées communales. Si les eaux usées contiennent par exemple de l’huile, on agit au moyen d’un séparateur de graisse. Si les processus de production entraînent la présence de sable, de copeaux ou de matières solides similaires dans les eaux usées, celles-ci sont filtrées. Mais une étape biologique complète ou partielle est également possible. Ainsi, le carbone, le phosphore et l’azote peuvent être biodégradés. Certaines substances, comme le phosphore, peuvent également être séparées chimiquement de l’eau par précipitation.

Dans une station d’épuration, les processus de dégradation se déroulent dans des conditions optimales et sont identiques aux processus qui se déroulent plus lentement de manière autonome dans la nature.

Les substances qui ne peuvent pas ou pas suffisamment être éliminées par ces procédés posent problème. La bioaccumulation et la persistance entraînent une accumulation de substances toxiques dans les eaux et la nature. Tôt ou tard, cela peut entraîner la contamination de sources d’eau potable. Il est donc préférable que ces substances ne soient pas rejetées dans l’environnement et dans le cycle de l’eau. Pour ces substances, on parle également de substances à l’état de traces ou de micropolluants. Il s’agit entre autres de : Résidus de médicaments, composés organiques chlorés, désinfectants, produits anticorrosion, produits phytosanitaires, hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), plastifiants et autres composés difficilement dégradables.

Si l’on examine ces substances de plus près, on se rend vite compte que certaines d’entre elles sont incontournables dans les processus industriels. Une solution possible pour éliminer ces micropolluants du flux d’eaux usées est l’adsorption sur du charbon actif. Différents procédés sont disponibles.

Adsorption sur charbon actif en poudre (CAP)

Les eaux usées sont introduites dans un réacteur de contact dans lequel le charbon actif en poudre est dosé. Dans le réacteur de contact, un mélange intensif du charbon actif avec les eaux usées a lieu. Au cours de ce processus, les micropolluants s’adsorbent sur le charbon actif et peuvent ensuite être éliminés du flux d’eaux usées en même temps que le charbon actif. Le charbon actif en poudre ne peut pas, à l’heure actuelle, être retraité après son utilisation et doit être éliminé.

Adsorption sur charbon actif en granulés (CAG)

Dans ce cas, le flux d’eaux usées passe par un filtre équipé d’un lit de charbon actif. Pendant que les eaux usées traversent le charbon actif en vrac, les micropolluants s’adsorbent sur le charbon actif et les eaux usées sortent purifiées du filtre (adsorbeur).

Lorsque la capacité du charbon actif est épuisée, il est possible de remplacer soit la charge de charbon actif, soit l’adsorbeur dans son ensemble, lors du travail avec les filtres GAK.

Dans de nombreux cas, le charbon actif granulé utilisé peut ensuite être recyclé et réintroduit dans la chaîne de valeur ajoutée. Lors de ce processus, appelé réactivation, les micropolluants sont désorbés du charbon actif par une température élevée et les pores du charbon actif sont à nouveau ouverts pour une nouvelle ou une autre utilisation. Cela augmente la durée de vie du charbon actif utilisé et réduit ainsi l’empreinte carbone.

Nous nous ferons un plaisir de répondre à vos questions sur le charbon actif et la réactivation.