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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 ;
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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 :
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amélioration de l’épuration sur les paramètres classiques : MEST, DBO5 et DCO ;
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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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Nature de la pollution à traiter et technologies applicables9. Traitement de composés spécifiques
9.1 Traitement des métaux et métalloïdes
La nécessité d’un traitement tertiaire de métaux ou métalloïdes en aval d’un traitement primaire physico-chimique et secondaire biologique est assez peu fréquente.
Généralement, les effluents qui nécessitent un traitement des métaux et/ou métalloïdes sont issus d’industries les utilisant comme matières premières :
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métallurgie et hydrométallurgie ;
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traitement de surface ;
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industries automobile et mécanique ;
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industries minières.
Ces effluents ne subissent usuellement pas de traitement biologique. Par conséquent, on ne peut parler de traitement tertiaire comme on l’entend dans cet article.
Toutefois, après des étapes élémentaires d’oxydation, de réduction, de neutralisation puis de précipitation, la séparation s’effectuant le plus souvent dans un décanteur, les quantités résiduelles en métaux et/ou métalloïdes sont faibles mais peuvent néanmoins nécessiter un traitement complémentaire.
Les techniques applicables sont des techniques séparatives.
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Filtration tertiaire
Pour réduire les concentrations en métaux rejetés, il faut éliminer totalement les MEST qui, la plupart du temps, sont des hydroxydes desdits métaux. Il peut aussi être nécessaire de diminuer préalablement la fraction soluble de ces métaux par adjonction d’un produit chimique insolubilisant (sulfures organiques, phosphates...). La filtration sur sable, sous pression, donne alors de très bons résultats. Une coagulation sur filtre peut être nécessaire.
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Résines échangeuses d’ions de finition
Cette technique se met en place comme la filtration tertiaire, et souvent derrière un filtre à sable pour éviter tout colmatage prématuré des résines. Il s’agit de piéger les métaux résiduels solubles sur des résines spécifiques (en général cationiques). On emploie alors deux échangeurs en série afin d’obtenir la capacité maximale de concentration des métaux sur le premier et une bonne finition sur le second. Les éluats de régénération sont retournés en tête de station. On peut ainsi obtenir des rejets de quelques ppb, quels que soient les métaux concernés.
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