Les ateliers de maintenance mécanique génèrent des effluents divers caractérisés par des teneurs importantes en DCO, hydrocarbures, métaux et matières en suspension. Ces effluents sont générés par des opérations de nettoyage haute pression des pièces mécaniques, des vidanges de machines à laver inter-opérations, des vidanges provenant des ateliers de peinture, des opérations diverses de nettoyage (fosses de maintenance, ?), etc..
Ces effluents sont ainsi très variables qualitativement et quantitativement. La station de traitement des eaux mise en place devra ainsi s'adapter à cette contrainte particulière. Elle sera en outre simple d'utilisation avec des coûts d'exploitation optimisés en fonction des conditions de rejet (station d'épuration, milieu naturel) ou de recyclage (partiel ou total).
Serep, filiale du groupe Sogestran, est spécialisée depuis plus de 50 ans dans le traitement des eaux industrielles usées. Cette société est à la fois concepteur d'équipements (déshuileurs, électrocoagulateurs, décanteurs lamellaires, systèmes d'ozonation catalytique via sa filiale TechnAvOx) mais également installateur de ses propres équipements et/ou d'autres technologies (évaporateur sous vide CMV, ?).
Elle est particulièrement présente dans le domaine des eaux huileuses (émulsion, bains lessiviels, ?) dans des secteurs industriels variés (pétrochimie, mécanique générale, ?) et dispose aujourd'hui de sérieuses références pour le traitement des effluents d'ateliers de maintenance mécanique (SNCF, RATP, ?). Les étapes nécessaires pour le traitement de ces effluents complexes sont décrites ci-après.
Décanter, filtrer et déshuiler
Une première étape de décantation est nécessaire pour éliminer les particules lourdes dont la densité est supérieure à celle de l'eau. Une filtration grossière additionnelle permet de retenir les particules indésirables au traitement.
Les effluents d'un atelier mécanique contiennent majoritairement des huiles surnageantes qu'il convient de récupérer par un système de déshuilage (cf. schéma ci-dessous). Ce dernier est composé d'un écrémeur autostable installé dans une cuve ou fosse qui s'adapte aux fluctuations éventuelles de niveau, d'un groupe de pompage parfois précédé d'un filtre et d'un déshuileur statique. Ce système ne nécessite qu'une maintenance légère, la pompe étant la seule pièce en mouvement. Les huiles sont acheminées gravitairement vers un fût dédié, les eaux déshuilées retournent dans la cuve ou fosse tampon.
Cette étape indispensable n?apporte pas de contraintes à l'exploitant tant au niveau de la maintenance que du suivi.
Eliminer les métaux, MES, hydrocarbures et DCO (non soluble)
Cette étape décrite ci-dessous ne s'applique que dans le cas d'un rejet dans une station d'épuration communale (avec des valeurs de rejet conformes à l'arrêté de 1998). Elle peut être réalisée de deux manières, soit par un traitement physico-chimique classique, soit par un traitement physico-chimique par électrocoagulation, en fonction des débits de traitement, de la place disponible sur site et des contraintes liées à l'exploitation.
a) le traitement physico-chimique classique
Ce traitement très éprouvé avec de nombreuses références permet d'éliminer les matières en suspension, les hydrocarbures, la DCO non soluble et certains métaux (la précipitation des métaux est directement corrélée au pH et à la forme complexée ou non du métal considéré). Ne subsistent que la DCO soluble, qui peut être générée par les détergents utilisés, et des métaux résiduels.
Les différentes étapes de ce traitement sont connues : coagulation, neutralisation, floculation et décantation (ou flottation). Serep a conçu un décanteur lamellaire plus compact qu'un décanteur cylindro-conique classique.
b) le traitement physico-chimique par électrocoagulation
Ce procédé est plus compact qu'un système classique et particulièrement efficace pour l'élimination des MES, des métaux et des hydrocarbures. Il se distingue également par sa grande facilité d'utilisation et son faible coût d'exploitation. Le système Solvin? à anode creuse cylindrique permet d'éviter l'encrassement des électrodes par un raclage en continu.
Avantage, il génère moins de boues qu'un procédé classique et il n?est pas nécessaire d'ajouter de la chaux. L?hydrogène généré par la réduction de l'eau à la cathode permet d'éliminer efficacement les boues par raclage, il n?est ainsi pas utile de mettre en place un filtre à sable sur la sortie d'eau.
Les électrocoagulateurs à anode creuse permettent de traiter de 300 à 8 000 litres d'effluent par heure.
Cette étape de traitement ne permet généralement pas un rejet en milieu naturel ni un recyclage des effluents (partiel ou total). Les traitements complémentaires type ozonation catalytique (décrite dans l'étape 3) ont un impact réel sur l'abattement du COT et peuvent ainsi diminuer sensiblement les valeurs de rejet (hors métaux et MES). Les traitements sur charbon actif peuvent parfois être utilisés, étant entendu que les coûts d'exploitation sont onéreux.
Traiter par évaporation sous vide ou ozonation catalytique
Cette troisième étape complète ou remplace la deuxième, en fonction des caractéristiques de l'effluent en entrée. Elle permet souvent un rejet en milieu naturel ou un recyclage partiel ou total.
a) Evaporateur sous vide CMV
Les évaporateurs sous vide CMV (Compression Mécanique de Vapeur) sont moins consommateurs d'énergie que les PAC (Pompe à Chaleur). Ils permettent de traiter de 20 à 1 200 litres d'effluent par heure. Ils permettent l'élimination des métaux et un abattement très important de la DCO. Il convient cependant d'analyser finalement les chlorures et l'ammonium dans l'effluent brut, ceci pour déterminer la matière adaptée pour l'évaporateur sous vide (acier inoxydable 316 TI, URANUS B6, ?). L?effluent doit, en outre, être préalablement parfaitement déshuilé (Etape 1) et contenir peu de substances pouvant co-distiller (alcool, solvant, ?).
Les coûts d'exploitation sont plus onéreux qu'une filière physico-chimique. Ils sont principalement liés à la consommation énergétique (75 kWh / m3) et à l'élimination du concentrât (fonction du facteur de concentration). Cette filière permet le recyclage des effluents traités (avec éventuellement un traitement final sur résines échangeuses d'ions).
b) Ozonation catalytique
Parmi les PAO (Procédés d'Oxydation Avancée), l'ozone présente de nombreux avantages de par son effet biocide et son pouvoir oxydant plus puissant. Son efficacité à minéraliser partiellement les composés organiques et à augmenter leur biodégradabilité en fait un réactif de choix pour le traitement des effluents chargés. Ce système, opérant à température et pression ambiante, met en ?uvre l'ozone avec un catalyseur hétérogène TAO3®, non consommé, développé par TechnAvOx, filiale de Serep.
Les particularités et avantages à attendre du « Procédé d'Ozonation Catalytique » sont tout d'abord les performances très supérieures du traitement permettant la minéralisation des polluants organiques, même classiquement réfractaires aux oxydants. L?autre avantage essentiel est la diminution de la consommation d'ozone de 2 à 6 fois en comparaison à un traitement d'oxydation conventionnel à l'ozone. Le dimensionnement du générateur d'ozone étant ainsi optimisé, il en résulte un coût d'investissement tout à fait compétitif par rapport à d'autres technologies connues (systèmes membranaires, ?). Les coûts d'exploitation sont également nettement inférieurs au procédé d'oxydation conventionnel à l'ozone et aux technologies séparatives telles que le traitement par charbon actif. Le « Procédé d'Ozonation Catalytique » ne génère aucun volume de boue à retraiter.
Ce procédé innovant et performant permet ainsi de diminuer les valeurs de COT. L?effluent initial doit subir un prétraitement éventuel pour éliminer les matières en suspension et les métaux.
Conclusion
Il existe de très nombreuses technologies pour le traitement des effluents d'un atelier de maintenance. Plusieurs étapes sont souvent nécessaires pour atteindre les performances requises et éviter les dysfonctionnements. Il est fortement conseillé de réaliser avant investissement un audit approfondi pour analyser qualitativement et quantitativement les effluents, et de réaliser des essais en laboratoire et sur site. L?important pour le client est de réceptionner une station de traitement simple d'exploitation répondant aux normes de rejet et à son cahier des charges.
Un recyclage souhaité ou imposé des effluents conduira par exemple à un traitement par évaporation sous vide ou oxydation catalytique. Dans le cas d'un rejet en station d'épuration urbaine, il est préférable de s'orienter vers des filières physico-chimiques moins onéreuses en coût d'exploitation. Serep propose ainsi à ses clients des audits et des essais via des pilotes laboratoire et sur site pour déterminer la filière adaptée avec des coûts d'exploitation optimisés.
Note : Les hydrocarbures obtenus dans les différentes phases de concentration peuvent être récupérés par SEREP qui dispose d'un Centre de Traitement et de Valorisation Matière basé au Havre (Département CTV). Contact : Eric Durupt / 02 35 53 50 18
