Dans la production industrielle, des émulsions résiduelles sont inévitablement générées lors des processus d’usinage, de nettoyage des métaux et de lubrification de coupe. La désémulsification chimique traditionnelle suivie d'un traitement biochimique est largement utilisée mais présente des inconvénients majeurs tels qu'un dosage chimique élevé, une pollution secondaire et des coûts d'exploitation élevés. Avec les progrès de la technologie de séparation par membrane, des membranes d’ultrafiltration spéciales sont apparues comme une solution révolutionnaire pour le traitement des émulsions de déchets.
1. Transition de la « démulsification chimique » à la « séparation physique »
La plupart des traitements par émulsion domestique reposent toujours sur une désémulsification chimique en ajustant le pH ou en ajoutant du PAC et du PAM pour séparer l'huile et l'eau. Cependant, cette approche produit de grandes quantités de boues chimiques et de solides dangereux, tout en entraînant des coûts élevés en réactifs.
En adoptant la membrane d'ultrafiltration spéciale néerlandaise B&C, le nouveau procédé « concentration sur membrane + désémulsification physique + récupération de l'huile de base » permet d'obtenir une séparation de phase efficace sans additifs chimiques. Les données pratiques montrent que :
- Pour les émulsions de déchets ayant une teneur en huile de 1 à 3 %, le liquide concentré après séparation par membrane atteint une teneur en huile de 15 à 20 % ;
- Le perméat d'ultrafiltration a une teneur en huile inférieure à 50 mg/L et une DCO de 15 000 à 20 000 mg/L ;
- Après un traitement biologique anaérobie-A/O-MBR et d'oxydation Fenton ultérieur, la DCO des effluents peut être réduite en dessous de 500 mg/L, répondant ainsi aux normes de réutilisation.
Cette approche consistant à « remplacer les produits chimiques par des membranes » réduit non seulement les déchets dangereux secondaires, mais réduit également l'empreinte carbone globale du système.
2. Conception de système intégré et à haute-efficacité
Le procédé comprend cinq étapes : prétraitement, séparation spéciale par membrane d'ultrafiltration, traitement biologique anaérobie, traitement biologique A/O + MBR et oxydation avancée (Fenton).
- Prétraitement : Un réservoir de séparation d'huile et une grille éliminent l'huile flottante et les matières en suspension pour assurer un influent stable pour le système à membrane.
- Étape d'ultrafiltration : utilisant une membrane composite organique avec un flux nominal de 50 L/m²·h, le système fonctionne par cycles pour obtenir la concentration et la désémulsification.
- Traitement biologique : la combinaison UASB + MBR améliore la biodégradation des eaux usées à haute -DCO.
- Oxydation terminale : Le procédé Fenton élimine davantage les matières organiques réfractaires, garantissant ainsi une qualité d'eau adaptée à la réutilisation.
Cette approche intégrée-combinant le prétraitement membranaire-, les bioprocédés améliorés et l'oxydation profonde-incarne une philosophie de conception-avant-gardiste pour les systèmes de traitement des eaux usées industrielles.
3. Informations opérationnelles et de maintenance
L'expérience opérationnelle montre que la concentration de l'émulsion affecte de manière significative le flux membranaire. Lorsque la concentration est inférieure à 5 %, le flux reste supérieur à 50 L/m²·h, mais il diminue progressivement à mesure que la concentration augmente. Un nettoyage chimique régulier (toutes les 1 à 2 semaines) rétablit le flux et prolonge la durée de vie de la membrane jusqu'à environ 2,5 ans.
Cependant, la complexité croissante des nouveaux émulsifiants dans les processus d'usinage a rendu certaines émulsions plus stables et plus difficiles à briser. Dans de tels cas, des dispositifs d'évaporation sont utilisés pour améliorer la récupération du pétrole, ce qui indique la nécessité de futures membranes dotées de meilleures propriétés anti-antisalissure et anti-émulsifiantes.
4. Obtenir des avantages économiques et environnementaux
Dans une installation de traitement de déchets dangereux traitant 25 000 tonnes d'émulsion de déchets par an, ce procédé à membrane-a démontré des coûts opérationnels inférieurs à ceux de la désémulsification chimique. L'huile de base récupérée et l'eau réutilisable contribuent à un système de recyclage en boucle fermée-, réduisant ainsi la consommation globale des ressources.
De plus, le processus élimine l'utilisation de produits chimiques et l'élimination des boues, minimisant ainsi les émissions indirectes de CO₂ et générant une valeur à la fois environnementale et de responsabilité sociale d'entreprise.
YIME estime qu'avec la localisation de matériaux membranaires spéciaux et les progrès des systèmes de réacteurs à membrane multiphasiques, le traitement des émulsions des déchets permettra d'atteindre une faible consommation d'énergie, une récupération élevée et un rejet proche de -nul, ouvrant ainsi un nouveau potentiel de croissance pour les industries de transformation des métaux et de gestion des déchets dangereux.
