Les nouvelles possibilités de la tremperie sans eaux usées

Dans le domaine du traitement à chaud des métaux, il existe des domaines d'application dans lesquels les processus de bains de sel ne sont que difficilement substituables. Après leur traitement en bain de sel, les pièces usinées doivent être libérées de la pellicule de sel qui leur reste attachée. Ce nettoyage se fait à l'eau dans dans cuves de nettoyage ou des machines à laver. Ceci génère des effluents fortement toxiques qui ne peuvent être rejetés directement dans le réseau public d'eaux usées ; ils doivent bien au contraire être traités et éliminés dans le respect des règlementations techniques en vigueur [NdTr. : les "a.a.R.T." en Allemagne]. La notice M 758 du code ATV décrit avec précision ce type de problème.

Ce procédé est onéreux, et peu satisfaisant sur le plan écologique parce qu'il accroît davantage le degré de salinité, déjà fort, des eaux sales. Enoncé il y a 15 ans, le concept de trempe avec rejet liquide nul s'est donné comme objectif de faire réutiliser de manière cyclique l'eau requise par la trempe et ne remplacer par de l'eau claire, si possible, que les pertes dues à l'évaporation. En employant des cuves de lavage en cascade, on s'est approché de cet objectif, mais les eaux de lavages s'en trouvaient si concentrées en déchets qu'elles n'avaient plus guère de propriétés nettoyantes. Les bains utilisés ne pouvaient qu'être évaporés ou volatilisés. Des appareils ont été mis à ces fins sur le marché.

C'est pour ces raisons que les appareils de distillation sous vide constituent un pas important pour la trempe sans eaux sales. Ces appareils condensent l'eau évaporée sous vide et à moindres frais, ce qui qui permet de récupérer l'énergie nécessaire à l'évaporation pour continuer le processus. Par ailleurs, l'environnement ne sera pas pollué par ces vapeurs. Ce dispositif, qui a déjà fait ses preuves dans plusieurs gros ateliers de traitement thermique, est présenté ci-dessous.

1. Installation de distillation sous vide

Le dispositif de distillation sous vide a l'avantage de réaliser l'évaporation pour une consommation d'énergie imbattablement faible. Elle ne demande qu'environ 90 Wh/litre, soit seulement environ 10 % de ce que consomment les systèmes d'évaporation traditionnels. Au prix de 0,09 EUR/Kwh, le recylage d'un m³ d'eau de rinçage ne coûte en électricité que 7,75 EUR, contre environ 75 EUR. Un autre atout décisif réside dans le fait que l'eau nettoyée peut être réintégrée dans le processus. Il n'y a ainsi plus besoin de ville, sinon pour la compensation des faibles pertes liées à l'évaporation.

1.1 Fonction

Le VACUDEST® 30 fonctionne en système fermé, sans chauffage ni refroidissement (figure 2). Seules les pertes d'énergie ou de chaleur sont compensées par ce que dégage le fonctionnement de la pompe à vide. L´eau de rincage à évaporer est aspirée automatiquement par le vide dans l´installation. Elle s´évapore à 86 C° en raison de la dépression crée par la pompe à vide, puis est recondensée dans l´échangeur de chaleur. L'énergie consacrée à la condensation reste ainsi en équilibre avec celle employée pour la vaporisation. Si l'eau de rinçage affiche un taux de concentration en déchets supérieur à plus de 700-900 g de sel par litre, l'installation est automatiquement vidangée, puis re-remplie et redémarée pour son emploi suivant. Ce dispositif est conçu pour un fonctionnement automatique 24 heures sur 24.

1.2 Données techniques

Un mode d'assemblage particulièrement compact, par ex. le VACUDEST® 30, ne fait que 1190 mm de longueur x 570 mm de largeur x 1175 mm de hauteur, affiche une capacité de distillage de 30 l/h et une consommation de 2,7 kW. Avant tout, la hauteur réduite du dispositif permet une installation directement au dessus de la cuve de nettoyage ou bien à tout autre endroit surélevé, afin qu'il ne soit pas nécessaire de lui consacrer d'espace supplémentaire. Son niveau sonore s'élève à moins de 72 dB(A). Une construction robuste : pas de pièces rotatives telles que des pompes ou des ventilateurs en contact avec les déchets, c-à-d pas d'usure, ni de pertes d'étanchéité causées par la présence de particules comme par ex. des calamines dans le bain de rinçage. Un évaporateur horizontal : c-à-d que les tuyaux sont constamment en contact avec l'eau de rinçage, même lorsque l'installation est inactive. Ainsi est évitée la formation de dépôts causés par le dessèchement et la cristallisations des sels. Un entretien optimal des pièces est assuré, par ex. pour l'évaporateur, extractible par un nombre restreint de poignées. Pas besoin de chauffage, ni d'énergie pour la mise en mouvement ou le support. Pas besoin de refroidissement.
Capacités disponibles : 20/30/40/60/90/120/160/250/400/760 litres par heure.

2. Exemples

2.1 Eau de rinçage issue de la trempe de petites pièces et riche en nitrites / nitrates.

Chaque jour, ce sont environ 1,5 m³ d'eau de rinçage qui sont traitées à la sortie des bains de trempe AS140. Le distillat est directement réutilisé comme eau de rinçage, le sel de trempe concentré est renvoyé vers le bain de sel. Pour empêcher un enrichissement de l'eau en sel ou de fortes aspersions, le concentré est amené dans le bain dans un récipient intermédiaire spécial. Ce qui Le reste d'eau s'évapore lors de la conduite dans le bain. Tout ce processus fonctionne pratiquement sans produire d´eaux usées et sans apport d'eau claire. La quantité de sel récupérée chaque jour atteint 72 kg, l'économie quotidienne d'eau, 700 litres, et les frais d'énergie se montent à 6,5 EUR par jour.

2.2 Eau de rinçage issue d´importantes lignes de traitement thermique et riche en cyanures / cyanates

Dans cette configuration d'utilisation, toutes les eaux de rinçage sont rassemblées et traitées dans une cuve commune. Le distillat est provisoirement stocké puis directement mis par une pompe rotative à la disposition d'un diffuseur de vapeur pour le nettoyage des pièces trempées. Ce dispositif fonctionne sans générer d'eaux sales. Le concentré comporte plus de 800 g de sel par litre. Après vidange, les résidus se refroidissent et le sel se cristallise. Les sels provenant du rincage surnageant peuvent être remis aux eaux sales et être de nouveau traités. Ce qui reste de sel est entreposé dans des récipients adéquats à proximité des bains de trempage et des fours de préchauffage, jusqu'à être entièrement asséché. La quantité de sel évaporée représente environ 36 kg par jour, pour une économie d'eau de 700 l/jour et une consommation d'énergie de 6,5 EUR/jour.