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RÉSUMÉ
Les traitements tertiaires sont des traitements complémentaires qui sont effectués après un traitement primaire physico-chimique et un traitement secondaire biologique sur des eaux résiduaires industrielles. Après un rappel de la nature de la pollution concernée et des technologies applicables, cet article propose de détailler ce type de traitement tertiaire. L’analyse de l’amélioration du traitement des paramètres classiques est importante à conduire. Le traitement du phosphore puis de l’azote sont eux aussi fondamentauxs. Les étapes de réduction, de décoloration, de désinfection et enfin le traitement de composés spécifiques sont rangés eux aussi parmi de ces techniques.
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Alain TRUC : Ingénieur en génie des procédés - Responsable de projets chez Ondeo Industrial Solutions
INTRODUCTION
D'une façon générale, les eaux résiduaires industrielles subissent un traitement complémentaire (appelé tertiaire lorsque l’effluent a subi un traitement primaire physico-chimique, voir dans les Techniques de l’Ingénieur le dossier [G 1 270] et un traitement secondaire biologique [G 1 300]), pour améliorer la qualité de leur épuration.
L’un ou l’autre des objectifs suivants est poursuivi sur les eaux traitées :
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soit leur réutilisation dans un usage industriel (lavage de sols ou de produits, systèmes d’incendie, circuits de refroidissement, eau de procédé, voire alimentation de chaudières), agricole (irrigation) ou municipal (arrosage de golfs, de pelouses ou de terrains de jeu....) ou leur recyclage (partiel ou total) vers les ateliers de fabrication d’où elles proviennent (aspect traité dans le dossier [G 1 330]) ;
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soit une simple amélioration de leur qualité pour respecter des normes de rejet en perpétuelle évolution et de plus en plus sévères (surtout dans les zones sensibles), ce qui est l’objet du présent article.
Les deux objectifs peuvent conduire à la mise en place de traitements similaires.
Il faut, de plus, tenir compte du fait que le traitement tertiaire peut être :
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soit conçu au sein d’une nouvelle ligne de traitement où les étapes primaires et secondaires sont d’emblée optimisées ;
-
soit mis en place en aval d’une ligne de traitement existante, parfois vieillissante, dont les performances d’épuration sur les paramètres classiques (MEST, DBO5 , DCO) restent à améliorer et où le traitement de l’azote peut être mal intégré.
Ainsi, le traitement tertiaire s’applique aux deux cas suivants :
-
amélioration de l’épuration sur les paramètres classiques : MEST, DBO5 et DCO ;
-
action spécifique sur des paramètres qui ne sont que peu ou pas touchés par les traitements classiques en amont.
La plupart des technologies de traitement des eaux, hormis les traitements dits préliminaires (décrits dans le dossier [G 1 250]) sont applicables dans ce domaine. Leur utilisation, seule ou agencé en une filière de traitement tertiaire, sera illustrée par quelques exemples pris dans diverses industries.
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Décoloration6. Réduction de la DCO dure
6.1 Définition et origine de la DCO dure
La DCO et la DBO sont des paramètres complémentaires.
La DCO (demande chimique en oxygène) renseigne sur la totalité des matières oxydables mais ne donne aucun renseignement sur leur biodégradabilité.
La DBO (demande biochimique en oxygène) indique la quantité de matières biodégradables d’un effluent.
Le rapport DCO/DBO permet de qualifier la biodégradabilité d’un effluent :
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DCO/DBO < 2 : effluent facilement biodégradable ;
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2 < DCO/DBO < 4 : effluent moyennement biodégradable ;
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DCO/DBO > 4 : effluent difficilement biodégradable.
Cependant, il ne renseigne pas sur sa fraction de DCO non ou très difficilement biodégradable qu’on appelle DCO dure. On parle aussi de DCO réfractaire ou DCO ultime.
Il existe sept protocoles, normalisés par l’AFNOR, sur l’évaluation de la biodégradabilité aérobie ultime (fiche documentaire [G 1 310]).
Dans la pratique, le suivi, au cours du temps, de la DCO après filtration d’un échantillon aéré, ensemencé en boues épuratrices, permet d’atteindre au bout d’une dizaine à une quinzaine de jours une concentration asymptotique qui correspond à la DCO ultime de l’effluent.
La DCO dure est généralement due à la présence de molécules organiques difficiles à dégrader. Elles sont le plus souvent issues de la chimie de synthèse : phénols, composés organohalogénés (AOX), hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), huiles minérales, pesticides, détergents, colorants, solvants, ou encore tensioactifs. Cette liste n’est pas exhaustive et les substances de ces familles ne posent pas toutes des problèmes de biodégradabilité. Par ailleurs, la DCO réfractaire peut être d’origine naturelle. Par exemple dans l’industrie de la pâte à papier, la DCO dure émane pour beaucoup de la présence de lignine, constituant organique principal du bois. La DCO dure peut également être due à la présence dans l’effluent de composés qui inhibent les fonctions métaboliques des micro-organismes : métaux lourds ou principes actifs des biocides par exemple.
Les techniques d’abattement de la DCO dure peuvent être classées en deux catégories :
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