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Le nec plus ultra de l'épuration des eaux

Christian Guyard

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- La chaîne de traitement des effluents des Papeteries du Léman est remarquable par ses performances et sa cohérence. Vedette du procédé, l'oxydation par voie humide. Une grande première industrielle.

Parfois, il y a le feu au lac. Le Léman, que se partagent la Suisse et la France, a en effet donné lieu à de sévères affrontements à propos de la qualité de ses eaux. La bataille des lessives phosphatées en fut le plus célèbre épisode. Résultat : les industriels riverains sont extrêmement vigilants en ce qui concerne leurs rejets. Cela a conduit les Papeteries du Léman (PDL, groupe Bolloré, chiffre d'affaires de 200 millions d'euros), à opter pour des solutions d'épuration performantes et d'avant-garde pour son site de Thonon-les-Bains (Haute-savoie). Avec, en vedette, l'oxydation par voie humide des matières organiques (OVH). Une première mondiale industrielle pour cette application.

Traiter en interne sans limitation de capacité

Les performances de la nouvelle station d'épuration des eaux, qui a démarré en mai dernier, sont remarquables : la destruction de la DCO (demande chimique en oxygène) et de la DBO (demande biologique en oxygène) est assurée à 97 %, soit des flux respectivement de l'ordre de 400 kg/jour et de 125 kg/jour et un abattement des matières en suspension de 99 % (moins de 100 kg/jour).

PDL traitait déjà ses effluents mais utilisait la station commune à la ville de Thonon pour moitié de sa capacité. L'urbanisation se développant, la commune et le syndicat des eaux souhaitaient construire une nouvelle station uniquement urbaine. L'entreprise devait donc se doter d'un ouvrage qui rende le site autonome avec des performances élevées pour répondre aux sévères normes de rejets imposées.

Pour cette station, PDL s'est fixé d'ambitieux objectifs : traiter en interne l'ensemble des effluents, pouvoir augmenter ses productions sans pour autant être limité par la capacité de la station et ne pas imposer de modifications aux lignes de production ni à la qualité des fabrications. D'où le triple choix de l'OVH, d'une floculation-flottation et d'un traitement biologique performant.

« Une fois ces choix arrêtés, il fallait aussi assurer le basculement du système d'épuration existant au nouveau sans provoquer de pollution », précise Jean-Michel Parent responsable du projet chez PDL. La transition s'est effectuée en douceur pour ne pas perturber la station urbaine par une brusque diminution de charge et monter progressivement en régime chez PDL.

Le problème auquel avait à faire face l'entreprise était assez complexe. Elle est leader mondial pour les papiers minces opaques et sans bois (grammage 22 à 65 g/m2). Cette production est assurée à partir de pâte de bois reçue directement qui, transformée sur place en papier, reçoit un couchage. Cette activité génère un gros volume d'effluents. Environ 15 000 m3/jour soit 99 % des effluents totaux représentant 58 % de la pollution.

Une refonte à partir d'équipements existants

Le site produit aussi du papier à rouler les cigarettes (12 g/m2). Mais là, il fabrique sa propre pâte à papier par cuisson alcaline de lin et de chanvre. Cette petite production ne génère que 1 % des effluents du site mais... 42 % de la pollution, en l'occurrence les "liqueurs noires" contenant de la lignine. Dès 2001, une partie des liqueurs noires était traitée par un procédé original de précipitation acide de la lignine. Développé par la société Granit, il diminuait d'environ 35 % la pollution à éliminer et produisait une matière valorisable.

La nouvelle station représente une reconception complète du traitement tout en conservant des équipements existants. Tout est pensé en fonction du traitement biologique final Biofor capable d'accepter les 17 000 m3/jour. Celui-ci ne doit recevoir que des effluents prétraités. Ainsi, au niveau du couchage du papier, les effluents contiennent du latex difficilement dégradable et des charges. Ces effluents subissent donc une coagulation suivie d'une flottation qui produit des boues (déshydratées ensuite) et un liquide envoyé au réservoir tampon avant le traitement biologique. Les eaux de procédé papetier pour leur part, ne contiennent que des fibres de cellulose et subissent une simple décantation ; les boues rejoignent la déshydratation, et les eaux, le réservoir tampon.

Pour ce qui concerne la fabrication de pâte pour le papier à cigarettes, les très nocives liqueurs noires (50 m3/jour) issues de la cuisson passent en récupération de lignine, puis dans l'OVH. En sortie, l'effluent contient de la DCO facilement destructible (molécules légères) et des sels minéraux (sodium et sulfate). Les eaux issues des autres phases de traitement de la pâte pour le papier à cigarettes (défilage et blanchiment) passent, elles, en flottation puis rejoignent le bassin tampon avant de rejoindre le traitement final Biofor.

L'investissement dans la nouvelle installation est conséquent : 6,4 millions d'euros au total, dont 100 000 euros environ pour la partie autosurveillance. Elle coûtera 1 million d'euros par an en exploitation.

Les Papeteries du Léman pensent, aujourd'hui, aller encore plus loin dans leur démarche : la charge saline due à la soude de cuisson et à sa neutralisation ultérieure, lors de la récupération de lignine, pourrait être traitée par électrodialyse, régénérant ainsi soude et acide sulfurique. Ce serait alors une économie de matières premières (à vrai dire peu coûteuses), mais surtout, de toutes les charges liées à l'approvisionnement : achat, transport... Une vraie démarche écologique.

L'OVH "BRÛLE" LES DÉCHETS DANS L'EAU

Détruire les matières organiques c'est les oxyder. L'oxydation la plus commune est la combustion à l'air dans un four, ce qui génère des fumées et des cendres. Fumées dont le traitement génère aussi des déchets. Cette oxydation peut aussi se passer, et cela semble paradoxal, dans l'eau. L'oxydation par voie humide s'effectue sous pression à 200 bar, à 300 °C. Dans ces conditions, l'eau dissout beaucoup d'oxygène. Le milieu devient fatal pour la quasi-totalité des matières organiques qui se transforment en gaz carbonique sans production de fumées ni de cendres. À Thonon, la chaleur dégagée est récupérée pour produire de la vapeur utilisée dans l'usine mais elle pourrait également servir à produire de l'électricité avec une miniturbine. En sortie de réacteur, liquide et gaz sont séparés. Le gaz passe sur un catalyseur au palladium-platine pour éliminer des traces de COV.

CHIFFRES CLÉS

Deux procédés - Le dispositif biologique Biofor traite 17 000 m3/jour et fait passer la DCO de 1 700 kg à 60 kg/jour - L'oxydation par voie humide (OVH) traite 60 m3/jour et fait passer la DCO de 3 500 kg/jour à 350 kg/jour.

DES PARTENARIATS CROISÉS

- Les Papeteries du Léman (PDL), maître d'ouvrage, ont commandé leur nouvelle station à la société suisse Granit Technologies, maître d'oeuvre et coordonnateur général avec, pour exploitant, Ondeo Industrial Solutions (contrat de dix ans). Ainsi PDL n'a qu'un seul interlocuteur. - Dans les faits, c'est un peu plus complexe : si Granit a développé l'oxydation par voie humide, la flottation et la partie biologique (procédé Biofor) sont de conception Ondeo, qui s'est trouvé sous-traitant de Granit pour la construction. Le responsable d'exploitation Ondeo a sous-traité, en revanche, l'exploitation de l'OVH à Granit.

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