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Les eaux usées industrielles sont constituées d’eau usée provenant d’une variété de processus industriels et de fabrication dans divers secteurs, notamment : le secteur de l’alimentation et des boissons, de la production de textiles et de chaussures, de la fabrication électronique, ainsi que de secteurs plus intensifs tels que l’exploitation minière, l’extraction de pétrole et de gaz et la production chimique. Cette eau fait partie intégrante des processus de production et de nettoyage de ces secteurs d’activité. Une fois utilisée, l’eau est classée comme eau usée.
De nombreuses activités sont responsables de la production d’eaux usées industrielles ; il est essentiel de traiter ces eaux avant de les rejeter dans l’environnement.
Les réglementations et les normes environnementales imposent l’élimination des polluants (organismes vivants et substances non vivantes telles que les métaux et les particules solides) des eaux usées. Ce processus de purification est essentiel pour garantir que l’eau puisse être renvoyée en toute sécurité dans les masses d’eau naturelles ou dans le sol, ou réutilisée dans les processus industriels.
Les stations d’épuration des eaux usées industrielles (STEI) sont des installations conçues pour traiter et gérer les eaux usées issues des processus industriels. Les processus industriels peuvent produire une grande variété de polluants et de contaminants, notamment des produits chimiques, des métaux lourds, des composés organiques et des matières en suspension. L’objectif principal d’une station d’épuration est d’éliminer ou de réduire ces contaminants dans les eaux usées afin de respecter les réglementations environnementales et de garantir que les eaux usées industrielles traitées peuvent être rejetées ou réutilisées en toute sécurité.
Voici les principaux composants et processus de traitement de l’eau que l’on trouve généralement dans une installation industrielle :
Dans de nombreux cas, les eaux usées entrantes subissent une phase de prétraitement. Cette étape consiste à éliminer les gros solides, les débris et toutes les matières susceptibles d’endommager ou d’obstruer les équipements en aval. Elle peut également comprendre l’ajustement du pH afin de rendre l’eau apte à subir d’autres processus de traitement.
Le traitement primaire consiste à séparer physiquement les solides et les liquides. Cette opération est souvent réalisée dans des bassins de décantation (clarificateurs) où la gravité permet aux solides les plus lourds de se déposer au fond, formant ainsi des boues, tandis que l’eau plus propre est évacuée par le haut. Au cours de cette phase, l’un des principaux processus en action est la filtration.
Le rôle du traitement secondaire est d’éliminer les solides dissous et en suspension, ainsi que les matières biologiques et organiques. Parmi les méthodes courantes de traitement secondaire, on trouve les processus de boues activées, les filtres à ruissellement et les réacteurs discontinus séquentiels. Ces méthodes utilisent des micro-organismes pour décomposer les contaminants organiques présents dans l’eau. Dans cette phase, l’un des principaux processus en action est l’aération, également appelé « processus biologique ».
Le réacteur à biofilm à lit fluidisé (MBBR, Moving Bed Biofilm Reactor, en anglais) et le traitement par boues granulaires sont des processus biologiques avancés qui offrent des avantages en matière d’efficacité de traitement, de flexibilité et de réduction de l’encombrement au sol.
On les utilise couramment dans les processus d’aération modernes des systèmes de traitement des eaux usées, ils permettent de répondre aux normes de rejet strictes et aux réglementations environnementales.
Le traitement tertiaire est une étape supplémentaire qui permet de polir davantage l’effluent afin d’éliminer les contaminants restants. Il peut s’agir d’une filtration supplémentaire, d’un traitement chimique (par exemple, à l’aide de chlore ou d’une désinfection aux UV) et de l’élimination des nutriments (par exemple, l’azote et le phosphore).
En fonction des contaminants spécifiques présents, certains flux d’eaux usées industrielles peuvent nécessiter un traitement plus poussé, tel que la filtration sur membrane, l’osmose inverse ou des processus d’oxydation avancés.
La recompression mécanique de vapeur (RMV) est une méthode utilisée dans les processus de traitement des eaux usées pour concentrer les déchets liquides, généralement en évaporant l’eau de la solution. Le principe clé de la RMV consiste à utiliser l’énergie mécanique pour recomprimer la vapeur à basse pression générée au cours du processus.
La gamme des surpresseurs Robuschi permet de procéder à l’ultrafiltration et à la récupération des eaux de lavage à contre-courant dans un système d’osmose inverse (traitement avancé)
Les boues produites au cours du processus de traitement sont généralement épaissies et déshydratées. Les boues qui en résultent peuvent être incinérées, mises en décharge ou, parfois, traitées en vue d’une réutilisation bénéfique.
Une fois que les eaux usées traitées, l’eau propre (effluent), si elle répond aux exigences réglementaires, peut être rejetée en toute sécurité dans les masses d’eau ou éventuellement réutilisée dans un processus industriel afin de préserver les ressources en eau.
Les stations d’épuration industrielles disposent généralement de systèmes de surveillance et de contrôle sophistiqués. Ces derniers permettent de s’assurer que les processus d’épuration fonctionnent efficacement et respectent les normes réglementaires.
Le respect des réglementations environnementales locales, nationales et fédérales est un aspect essentiel du traitement des eaux usées industrielles. Les stations doivent régulièrement prélever des échantillons et tester leurs effluents pour démontrer qu’elles respectent les limites de rejet.
En fonction du secteur et de la nature des contaminants présents dans les eaux usées, les stations d’épuration des eaux usées industrielles varient considérablement en taille, en complexité et en type de processus spécifiques utilisés.
La conception et l’exploitation de ces installations doivent être adaptées aux besoins et aux défis uniques des processus industriels qu’elles concernent, tout en veillant à ce que les réglementations environnementales soient respectées afin de protéger la santé humaine et l’environnement.