Les émulsions de fonderie sous pression, émulsions
de coupe, eaux de lavage et eaux de tribofinition se révèlent
souvent être un cocktail de produits assemblés de façon
complexe : outre la teneur en matières solides, produits polluants
tels que des cires, de la paraffine chlorée, de l’éthoxylate,
des métaux lourds, ainsi que des biocides se trouvent dans les émulsions.
Ces additifs sont indispensables à la fonction de ces émulsions
et au confort d’utilisation, mais posent un réel problème
lors de la destruction des eaux usées.
Traiter ou éliminer les émulsions
?
Un rejet des émulsions après traitement biologique ou physico-chimique
est souvent impossible en raison des valeurs limites de rejet à respecter
(par ex. DCO, DBO5, métaux lourds ou hydrocarbures), ou n’est
techniquement réalisable qu’au travers de solutions complexes.
Dans ce cas, les émulsions doivent être détruites à des
coûts au m³ très élevés, ce qui aura
pour conséquence une hausse du coût global de production.
A partir d’une quantité annuelle de 200 m³, le traitement
sur site est la solution intéressante d’un point de vue économique.
le traitement des émulsions par procédé d’évaporation
thermique
Le procédé VACUDEST® de la société H2O
située à Steinen (D) représente une alternative économique
et écologique à la destruction ou au traitement physico-chimique.
Economie réalisée
sur les coûts de destruction grâce á
l’utilisation du procédé VACUDEST®. Dans la plupart
des cas,
le temps de retour sur investissement est inférieur à 2 ans.
Un traitement économique
L’évaporateur VACUDEST® fonctionne selon le procédé de
la compression mécanique de vapeur à l’aide d’une
pompe à vide qui est l’unique consommateur d’énergie
de l’installation. Un vide est produit alors dans le VACUDEST®,
ce qui va permettre de réduire de façon significative le
point d’ébullition de l’émulsion. La vapeur du
distillat, alors compressée et surchauffée simultanément
par la pompe à vide, est utilisée pour préchauffer
l’effluent entrant. Cela permet d’obtenir une consommation
d’énergie très faible. Seulement 75 à 90 Wh
sont nécessaires pour traiter un litre d’eau. Si l’on
considère un coût moyen d’électricité de
7 cents / kWh dans l’industrie, il en résulte que le traitement
d’un mètre cube aura un coût énergétique
de moins de 7 €.
Lors du processus de distillation, à côté du distillat,
un résidu hautement concentré est produit, résidu
qui peut soit être détruit par incinération soit servir
de matière première pour les centrales thermiques.
Une technologie
innovante dans le VACUDEST®
Une technologie innovante est souvent la clé d’un fonctionnement
optimal de l’installation. Avec la pompe à vide, les vannes
de remplissage et de vidange de l’évaporateur sont les seules
pièces en mouvement du système.
Grâce à la technologie ActivePowerClean présente dans
le VACUDEST®, la formation de dépôt dans l’échangeur
de chaleur est évitée. Sur d’autres évaporateurs,
cette partie de l’installation demande une maintenance importante.
Afin de réduire cette maintenance au minimum, H2O a développé un échangeur
auto-nettoyant : des billes en céramique ainsi qu’une circulation
naturelle empêchent la formation de dépôt. En outre,
l’installation est équipée d’un dispositif automatique
de rinçage. De ce fait, les parties de l’installation qui
ne peuvent être nettoyées par le système ActivePowerClean
sont tout de même entretenues de façon optimale. Seules des
surfaces exemptes de dépôt garantissent un transfert de chaleur
optimal et ainsi une capacité de distillation constante.
Les installations couvrent des débits allant de 20 à 2.000
litres/heure et fonctionnent de façon entièrement automatique.
Un système complet pour le traitement de l’eau
Installation de traitement comprenant
un prétraitement
et un traitement de finition de l’effluent.
L’évaporateur sous vide n’est qu’une partie du
savoir-faire que les ingénieurs ont investi dans les procédés
de traitement des effluents.
Autour de cette installation centrale, un ensemble de compétences
allant de l’essai laboratoire au choix des process périphériques
lié à la nature spécifique de chaque effluent est
disponible.
Les intégrateurs et leurs clients obtiennent ainsi les meilleurs
choix quant à l’installation du VACUDEST®.
Ainsi, parallèlement aux émulsions, les effluents suivants
:
eaux
de tribofinition
eaux
de lavage
effluents
de traitement de surface
pourront être également traités par le procédé VACUDEST®.
Un exemple en pratique
: le traitement des émulsions (eaux de poteyage)
Dans un process, classique de traitement des émulsions,
exemple type de schéma de principe dans le traitement des émulsions.
l’effluent est tout d’abord collecté dans une cuve.
Les huiles en suspension éventuellement présentes sont séparées
au moyen d’un skimmer à huile, tandis que les boues sont extraites
du process grâce à un filtre à bande – et cela sans
utilisation de produits chimiques. L’eau ainsi prétraitée
parvient ensuite dans l’évaporateur sous vide. La quantité d’effluent
sera alors réduite de façon conséquente : sur 1 m³ d’émulsion,
960 litres d’eau propre seront produits, et seuls 40 litres de concentrât
subsisteront.
L’eau ainsi distillée se caractérise par une très
haute qualité et peut être dans la majorité des cas
réutilisée en circuit fermé pour la recomposition
d’émulsions, pour le lavage de pièces ou en tant qu’appoint
d’eau. Grâce à la température élevée
produite par l’évaporateur, le distillat est stérilisé.
De plus, les sels et métaux lourds contenus dans les émulsions
ne co-distillent pas et se retrouvent dans le concentrât.
La conductivité habituelle d’une émulsion est de l’ordre
de 800 à 1000 µS/cm. Avec le procédé VACUDEST®,
elle peut être réduite à une valeur de 10 µS/cm
dans le distillat. Les hydrocarbures lourds se retrouvent en majorité dans
le concentrât.
Les coûts de destruction sont ainsi réduits tout comme les
coûts en eau de ville.
En cas d’exigences de propreté élevées sur
la qualité du distillat, le VACUDEST® peut être équipé du
ClearCat®. Il permet d’obtenir un distillat parfaitement clair,
qui a une teneur en hydrocarbures inférieure à 10 mg/l (conformément à la
norme européenne ISO 9372). L’étage catalyseur et de
condensation est directement intégré dans le VACUDEST® et
fonctionne sur la base d’un process purement physique et catalytique.
Le ClearCat® ne requiert l’utilisation ni de consommables, ni
de produits chimiques et est de ce fait très économique.
Conclusion
Les installations de distillation sous vide offrent une solution actuelle
et économique pour le traitement des émulsions. En raison
de la très bonne qualité du distillat, l’eau de process
peut être recyclée et réutilisée, permettant
ainsi de réaliser des économies d’eau. La concentration élevée
du résidu obtenu rendent les coûts de destruction très
faibles.
H2O GmbH process water engineering
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