Valorisation des eaux usées et valorisation des ressources

Souvent, les déchets générés par les activités industrielles sont considérés comme un problème à résoudre à la fin du processus de production. Cependant, ce qui est considéré comme un déchet dans un processus peut être utilisé comme une ressource dans un autre. La mise en place d'une installation de traitement et de valorisation des déchets offre de nombreux avantages, tant sur le plan environnemental que économique, parmi lesquels on peut citer :

• Réduction des coûts liés à la gestion des déchets finaux.
• Impact environnemental moindre résultant de l'activité productive.
• Utilisation plus responsable des ressources naturelles.
• Moins d'investissement dans les matières premières.
• Revenus issus de la vente de sous-produits valorisés.
• Évitement des amendes liées au non-respect des lois environnementales.
• Meilleure image publique de l'entreprise.

La valorisation des déchets est un ensemble de processus qui implique l'utilisation et la transformation de matériaux considérés comme des déchets en matières premières, sous-produits, énergie ou autres ressources. L'objectif principal de la valorisation des déchets est de réduire la quantité de déchets envoyés dans les décharges ou incinérées, ce qui permet de minimiser l'impact environnemental et de favoriser une approche plus durable de la gestion des déchets.

Il existe plusieurs méthodes de valorisation des déchets, notamment :

• Recyclage: consiste à collecter, traiter et transformer des matériaux tels que le papier, le carton, le verre, le plastique et les métaux en de nouveaux produits, réduisant ainsi la nécessité d'extraire et de produire des matières premières vierges.
• Compostage: implique la décomposition de la matière organique, tels que les déchets alimentaires et les déchets végétaux, dans un environnement contrôlé pour obtenir du compost, un engrais naturel et un amendement du sol.
• Production d'énergie: certains déchets, tels que les déchets organiques non adaptés au compostage, peuvent être utilisés comme source d'énergie par des processus tels que la digestion anaérobie pour produire du biogaz ou l'incinération contrôlée pour produire de l'électricité.
• Valorisation énergétique: implique la conversion des déchets en chaleur ou en électricité par combustion contrôlée, ce qui peut être utile pour l'élimination des déchets non recyclables ou compostables.
• Réutilisation: consiste à utiliser des produits ou des composants de déchets dans leur forme d'origine ou légèrement modifiée pour prolonger leur durée de vie et réduire la nécessité de produire de nouveaux articles.
• Upcycling: consiste à transformer les déchets en produits de plus grande valeur ou de meilleure qualité, ce qui peut impliquer un processus créatif et artistique.

La valorisation des eaux usées industrielles vise principalement à récupérer les ressources de valeur présentes dans les effluents liquides, tout en réduisant l'impact environnemental et les coûts associés à la gestion des déchets. Il existe de nombreuses façons de valoriser un effluent industriel, parmi lesquelles les suivantes se démarquent:

• Réutilisation de l'eau par son réintégration dans le processus de production ou d'autres utilisations.
• Récupération de produits chimiques pour leur réutilisation dans l'industrie elle-même ou dans d'autres processus.
• Récupération de sels précieux, tels que les sels de métaux, les sels de nutriments, les sels de produits chimiques ou les sels d'eau salée. Leur réutilisation réduit la nécessité d'extraire et de traiter les sels à partir de sources naturelles.
• Séparation des huiles et des graisses qui peuvent être réutilisées dans l'industrie pour les mêmes fins, ou transformées en produits secondaires, tels que le biodiesel ou les produits chimiques.
• Production d'énergie, principalement par digestion anaérobie des eaux usées, permettant d'obtenir du biogaz utilisable pour la production de chaleur et d'électricité.
• Production de fertilisants organiques de haute qualité, à condition que les eaux usées contiennent une forte concentration de nutriments, tels que l'azote et le phosphore.
• Récupération de tous types de métaux, y compris les métaux précieux tels que l'or, l'argent ou le cuivre.
• Récupération d'acides et d'autres matériaux dans différents types de bains épuisés, tels que les bains de dégraissage et de déphosphatation, les bains d'oxydation anodique, les bains de décapage contenant de l'acide chlorhydrique, du zinc et de la soude caustique, ou les bains contenant d'autres composés acides. Ces bains peuvent être traités pour régénérer le bain lui-même ou pour sa valorisation matérielle.
• Recyclage de solvants organiques, notamment le white-spirit, l'acétone, l'éthanol et l'acétate d'éthyle. Bien que leur valorisation énergétique soit possible en raison de leur pouvoir calorifique élevé, leur recyclage est une option plus économique et environnementale.
• Utilisation de la chaleur résiduelle générée dans certains processus industriels pour préchauffer l'eau avant son entrée dans les processus de traitement.

CONCENTRATION ET RÉCUPÉRATION DE RESSOURCES PAR ÉVAPORATION SOUS VIDE ET CRISTALLISATION

L'évaporation sous vide offre une grande efficacité pour la récupération de matériaux et la concentration de solutions dans les eaux usées de diverses industries.

Dans un évaporateur sous vide, l'eau usée est chauffée à des températures élevées dans des conditions de vide pour faciliter l'évaporation de l'eau et la concentration des solutés présents dans la solution. À mesure que l'eau s'évapore, les solides dissous et d'autres matériaux deviennent plus concentrés, ce qui facilite leur récupération et leur valorisation.

L'évaporation sous vide peut atteindre des niveaux élevés de concentration de solutés dans la solution, ce qui facilite leur récupération ultérieure et leur réutilisation. Il s'agit d'une technologie particulièrement utile pour la récupération de substances et de produits précieux qui peuvent être réutilisés dans le processus industriel ou commercialisés.

En concentrant les composants des eaux usées, la quantité d'eau à traiter ou à éliminer est réduite, ce qui se traduit par d'importantes économies et une simplification de leur gestion et de leur élimination finale.

D'autre part, la cristallisation sous vide permet la récupération efficace de sels précieux présents dans les eaux usées, tels que les sels de métaux précieux (par exemple, l'or, l'argent) ou les sels de produits chimiques spécifiques utilisés dans les processus industriels. Ces sels récupérés peuvent avoir une valeur économique significative et peuvent être réutilisés dans l'industrie elle-même ou vendus sur le marché.

La cristallisation est un processus qui permet d'obtenir des produits de haute pureté. Cela est particulièrement important dans l'industrie chimique et pharmaceutique, où les impuretés peuvent être critiques.

En plus des sels précieux, la cristallisation peut générer des sous-produits utiles, tels que de l'eau purifiée et des cristaux secondaires pouvant avoir des applications supplémentaires ou une valeur sur le marché.

Il existe différentes technologies efficaces pour la valorisation des eaux usées, et le choix de l'une ou l'autre dépend de la composition et du volume des eaux usées, des sources d'énergie disponibles, des objectifs de valorisation et des conditions spécifiques de l'industrie.

Il est courant que les installations de valorisation des eaux usées incluent différentes étapes de traitement avec différentes technologies, les technologies de membrane et l'évaporation étant généralement situées à la fin du processus et permettant une récupération efficace des produits valorisables.

Outre l'évaporation et la cristallisation, voici quelques-unes des technologies les plus efficaces pour la valorisation des eaux usées:

• Systèmes de membrane: comprennent des technologies telles que l'ultrafiltration, la nanofiltration et l'osmose inverse. Ces technologies permettent la séparation des solides, de la matière organique et des substances contaminantes présentes dans l'eau usée, ce qui peut faciliter la réutilisation de l'eau et la récupération de produits précieux.
• Digestion anaérobie: ce processus biologique décompose la matière organique dans les eaux usées en l'absence d'oxygène, générant du biogaz (principalement du méthane et du dioxyde de carbone). Le biogaz peut être utilisé comme source d'énergie.
• Traitement avancé des eaux usées: ces technologies combinent des processus biologiques, chimiques et physiques pour éliminer des contaminants spécifiques des eaux usées, tels que les nutriments et les produits chimiques. Les exemples comprennent les systèmes de dénitrification et de déphosphatation.
• Filtration sur médias granulaires: utilise des lits de filtration pour éliminer les particules et la matière organique des eaux usées. Les milieux de filtration peuvent être remplacés périodiquement, et le matériau retiré peut être valorisé ou éliminé de manière appropriée.
• Électrocoagulation et électro-oxydation: utilisent des réactions électrochimiques pour précipiter et éliminer les substances présentes dans les eaux usées. Ils peuvent également contribuer à la désinfection et à l'élimination des composés organiques.