Traitement des eaux usées de l'industrie du tannage

• Introduction : les tanneries et les eaux usées
• 2. Caractérisation des eaux usées des tanneries
• 3. traitement efficace des eaux usées des tanneries
  • 3.1 Traitements physico-chimiques pour le prétraitement
  • Application combinée de la coagulation-floculation et de la flottation DAF : la technologie proposée par SIGMA
  • 3.2. traitement biologique
  • 3.3 Gestion et traitement des boues
  • 3.4. traitements avancés des membranes
  • Technologie membranaire proposée par SIGMA.
• 4. Succès de SIGMA dans le traitement des eaux de tannerie.
• 5. Références

Introduction : les tanneries et les eaux usées

La production et le commerce du cuir ont considérablement augmenté ces dernières années. Cette augmentation de l'activité entraîne une augmentation des eaux usées produites par les producteurs de cuir, ce qui nécessite des systèmes plus efficaces pour le traitement des effluents générés dans ce secteur.

Le tannage est le processus de traitement et de transformation de la peau de divers animaux en CUIR. Ce processus permet d'éviter la détérioration causée par les conditions environnementales et l'action dégradante des microbes, des champignons, des insectes et d'autres formes de vie microscopiques.

Le processus consiste à ajouter aux peaux une série de produits tannants, principalement des sels de chrome et/ou des tanins végétaux. Ces produits pénètrent dans le cuir et se fixent à sa structure, bloquant les réactions de dégradation chimique et biologique, favorisées par l'humidité, et permettant d'obtenir une structure inerte et résistante à ces processus.

Une fois la peau retirée de l'animal abattu, elle est généralement traitée avec du sel pour éviter la putréfaction et la conserver jusqu'à sa transformation. Le tannage s'effectue en plusieurs étapes, où la consommation d'eau est très élevée, ce qui génère des gaz polluants, des eaux usées et des déchets solides.

Les quatre principales étapes du bronzage sont

• Ribera : trempage, séparation du poil, déchaussement et équarrissage.
• Tannage : décapage et tannage au chrome.
• Post-bronzage : répétition de l'étape précédente pour améliorer le traitement.
• Finition : teinture, séchage et conditionnement.

Les déchets générés par les procédés de tannage sont principalement des DÉCHETS SOLIDES et des EAUX USÉES.

Déchets solides :

Ces déchets sont constitués de sel, de copeaux, de chutes de peaux tannées, de boues non traitées provenant de la station d'épuration des eaux usées, de résidus de produits chimiques et d'emballages, etc.

Il s'agit de produits qui ne sont PAS récupérables (à l'exception des boues) et qui doivent être éliminés dans des décharges contrôlées, ce qui constitue un autre problème environnemental.

Les sous-produits non tannés (parures de peaux brutes, poils, laine, graisses et suifs, chairs, etc.) peuvent être détournés vers des applications industrielles telles que la fabrication de gélatine, de colles et de collagène.

Les eaux usées :

La consommation d'eau se situe entre 25 et 60 ^m3 par tonne de cuir frais, et le rendement est de 500 kilogrammes de cuir fini par tonne de cuir. En fonction du processus, qui est propre à chaque industrie, plus de 440 kilogrammes de produits chimiques peuvent être utilisés par tonne de cuir. Ces produits chimiques sont dissous dans l'eau de traitement, ce qui génère un effluent avec une charge organique très élevée et des composés inorganiques polluants (chrome, chlorures, ammonium, sulfures, sulfates).

Il existe deux options de collecte et de traitement des eaux usées :

• Traitement séparé des eaux usées générées à chaque étape du processus de production. Chaque installation est spécialement conçue en fonction de la provenance des eaux usées : bord de la rivière, tannage ou finition.
• Mélange et homogénéisation de tous les rejets générés à chaque étape et traitement commun de l'ensemble des eaux usées. Il s'agit de l'option la plus courante, car elle implique l'installation d'une seule station d'épuration au lieu d'une station par rejet.

2. Caractérisation des eaux usées des tanneries

Les eaux usées typiques des tanneries présentent une concentration très élevée de charge organique biodégradable (DCO) et une forte teneur en azote, car le cuir est constitué de protéines, de kératines, de graisses, etc. En outre, des composés organiques (agents tannants, synthétiques, graisses, colorants, etc.) sont utilisés dans le processus de tannage.

L'eau contient également des composés inorganiques (chrome, chlorures, ammonium, sulfures, sulfates, etc.), dont le chrome est le plus concentré et le plus problématique. ), dont le chrome est le plus concentré et le plus problématique. La teneur en sels est également très élevée (dans le processus de tannage, des sels sont utilisés pour la conservation du cuir, des sulfures, des sels de chrome, etc. La teneur en huile et en graisse est généralement dépréciable.

La composition caractéristique d'une eau usée homogénéisée provenant d'une industrie du tannage est la suivante :

Tableau 1. Composition des effluents homogénéisés de l'industrie du tannage. Adapté de Artiga 2005.

Paramètre (mg/L)	Effluents généraux	Effluents précédemment soumis à la récupération du poil, au chrome et à la désulfuration
COD	7000 - 8000	5000 - 5500
DBO5	4000 - 4500	3000 - 3500
NH3	200 - 250	<200
SS	3500 - 4000	2500 - 3000
Cr3+	200 - 300	80 - 100
S2-	200 - 250	<2
SO42-	1800	1800
Cl-	5000 - 6000	5000 - 6000

Les caractéristiques des différents polluants présents dans ces eaux usées peuvent être résumées comme suit :

• Sels : les sels et la conductivité élevée qu'ils provoquent ne sont pas faciles à éliminer. En outre, ils rendent le traitement biologique difficile lorsqu'ils sont en excès.
• Matière organique : elle se trouve en concentrations très élevées et est principalement biodégradable. Un traitement biologique bien conçu, comprenant un prétraitement efficace, peut éliminer jusqu'à 99 % de la DCO.
• Sulfures : peuvent être éliminés par un procédé d'oxydation dans le cadre du prétraitement.
• Azote total et azote ammoniacal : ils proviennent du cuir et des produits à base d'ammonium ajoutés pendant le processus de tannage. Ils sont éliminés dans le traitement biologique par nitrification-dénitrification.
• Chrome : se trouve principalement sous forme de ^Cr3+. Il n'affecte généralement pas le traitement biologique, mais sa récupération dans le prétraitement est recommandée. Le principal défi de la conception du prétraitement est de sélectionner une technologie appropriée pour la réduction du chrome dans l'effluent.

L'installation de différentes stations d'épuration personnalisées pour chaque étape du tannage permet de mieux s'adapter aux caractéristiques typiques de chaque effluent, ce qui facilite son traitement et augmente les performances de récupération des composants intéressants et précieux tels que le chrome. Toutefois, cette méthode n'est pas courante en raison de son coût de gestion élevé par rapport à la gestion homogène des eaux usées.

Tableau 2. Caractérisation des effluents de chaque étape du processus de tannage. Les valeurs sont indiquées sur la base de tonnes de cuir bovin brut. Adapté de Artiga 2005.

	Ribera	Bronzage	Post-polymérisation	Finition	Total
Volume (m3/tonne)	20-25	1-3	3-8	1	24-37
DCO (kg/tonne)	120-160	10-20	15-40	10	145-230
DBO5 (kg/tonne)	40-60	3-7	5-15	4	48-86
SS (kg/tonne)	70-120	5-10	10-20	5	85-155
Cr3+ (kg/tonne)	-	2-5	1-2	-	3-7
S2- (kg/tonne)	8-12	-	-	-	8-12
Azote (kg/tonne)	10-20	-	1-2	-	11-22
Chlorures (kg/tonne)	120-200	50-60	5-10	-	175-270
Sulfates (kg/tonne)	5-20	30-50	10-40	-	45-110

3. traitement efficace des eaux usées des tanneries

Les procédés les plus couramment utilisés dans le traitement des eaux de tannerie sont les procédés physico-chimiques et les traitements biologiques. Les TECHNOLOGIES DES MEMBRANES sont également courantes de nos jours, car elles permettent de réutiliser l'eau traitée dans le processus.

Les composés inorganiques présents dans les eaux usées peuvent avoir des effets toxiques et inhibiteurs sur les micro-organismes du traitement biologique, c'est pourquoi un prétraitement physico-chimique est effectué pour les éliminer.

Lorsque les effluents ne sont pas séparés et que les eaux usées mélangées et homogénéisées doivent être traitées, les points suivants doivent être pris en compte lors de la conception du processus de traitement :

• Teneur élevée en chrome (principalement sous forme de ^Cr3+, bien qu'il puisse occasionnellement être trouvé sous forme de ^Cr6+). Cela réduit la possibilité de réutiliser et de revaloriser les boues générées par le traitement biologique.
• Forte concentration de la charge organique. Si cette charge est trop élevée et que le traitement biologique n'atteint pas les performances requises, il faut installer une étape de post-traitement (on utilise généralement des technologies membranaires).
• Teneur élevée en sulfates. L'application d'un traitement biologique anaérobie n'est donc pas recommandée. Une alternative est l'application de technologies de désulfuration pendant le prétraitement.
• Teneur élevée en matières solides. Un prétraitement bien conçu peut réduire considérablement la teneur en matières solides. Les procédés de coagulation-floculation et de clarification primaire (décanteurs ou équipement de flottation à air dissous DAF) sont très efficaces pour éliminer les solides. Une conception efficace du prétraitement peut protéger l'équipement de ces solides et réduire considérablement le volume de l'influent dans le traitement biologique, ce qui permet d'économiser de l'équipement, de l'espace et de l'énergie.

Si, en plus du traitement des eaux usées, on souhaite réutiliser l'eau traitée, les points suivants doivent être pris en considération :

• Récupération du chrome lors du prétraitement. Un prétraitement correctement conçu à cet effet peut éliminer 95 à 100 % du chrome de l'eau. Si le chrome est éliminé, les boues produites lors du traitement biologique peuvent être utilisées comme engrais.
• L'installation d'un traitement biologique anaérobie permet la production de biogaz. Si ce type de traitement doit être installé, les sulfures et les sulfates doivent d'abord être éliminés. Après le traitement anaérobie, un traitement d'aération doit être installé pour obtenir une élimination de la charge organique conforme aux limites de rejet.

Le PROCESSUS PHYSIQUE-CHIMIQUE consiste à traiter l'effluent homogénéisé en ajoutant des agents précipitants pour l'élimination du chrome(hydroxyde de sodium NaOH), des coagulants(chlorure de fer FeCl3 ou sels d'aluminium) et des floculants(polyélectrolytes).

3.1 Traitements physico-chimiques de prétraitement

Le prétraitement des eaux usées de l'industrie du tannage est effectué au moyen de procédés physico-chimiques qui éliminent les solides, les sulfures, le chrome, etc. et améliorent l'efficacité du traitement biologique ultérieur.

Les opérations les plus couramment utilisées sont les suivantes :

3.1.1 Homogénéisation

Mélange uniforme des différents flux d'eaux usées générés à chaque étape du processus de tannage. Cela permet d'obtenir un débit et des concentrations constants de l'influent dans le traitement.

3.1.2 Dégrossissage

Séparation physique des solides grossiers à l'aide de cribles et de tamis.

3.1.3 Élimination des sulfures

L'oxydation à l'air ou d'autres oxydants plus puissants sont appliqués. L'oxydation par l'air, qui s'effectue à un pH d'environ 11, est lente et nécessite un catalyseur pour être accélérée. L'efficacité de l'élimination des sulfures peut être atteinte avec des concentrations inférieures à 1 mg/L dans l'effluent. D'autres agents utilisés comme oxydants puissants sont : l'acide hypochloreux HClO, le chlore _Cl2, le peroxyde d'hydrogène _H2O2 et l'ozone _O3.

3.1.4 Coagulation-floculation

Outre les particules solides qui se déposent naturellement, il existe également des particules colloïdales et des particules qui ne se déposent pas facilement car, en raison de leur charge électrostatique, elles se repoussent les unes les autres et restent en suspension. Dans ces cas, des coagulants sont appliqués pour déstabiliser cette charge afin que les particules colloïdales et en suspension puissent précipiter.

Parfois, un polyélectrolyte peut être appliqué comme floculant pour agglomérer ces particules précipitées et former des flocs d'une plus grande sédimentabilité ou flottabilité, ce qui permettra d'optimiser l'étape de clarification ultérieure. En outre, cette précipitation permet de réduire le chrome, les sulfates et la matière organique associée aux solides séparés, qui est une matière lentement biodégradable qui entrave le traitement biologique.

Les taux d'élimination qui peuvent être atteints sont les suivants

• >60% DCO
• >55% DBO5
• >30% de sulfates
• >95% de chrome.

Les agents coagulants et précipitants les plus couramment utilisés sont les sels d'aluminium et de fer, principalement le chlorure de fer _FeCl3, le chlorure d'aluminium _AlCl3 et le sulfate d'aluminium _Al2(SO4)3, et les bases précipitantes telles que l'hydroxyde de calcium Ca(OH₎₂ ou l'hydroxyde de sodium NaOH. L'élimination du chrome à l'aide de ces agents précipitants et coagulants nécessite un pH contrôlé d'environ 7,5.

Dans certains procédés de tannage, on n'applique pas de chrome, mais des tanins à la place. Ces substances sont difficilement biodégradables et sont éliminées lors du prétraitement par précipitation avec des sels d'aluminium ou de fer, ce qui permet de réduire la DCO d'environ 50 %.

3.1.5 Séparation des solides par flottation

Les systèmes de flottation à l'air dissous (DAF) sont largement utilisés dans le prétraitement des eaux usées de l'industrie du tannage.

Dans une unité DAF, la flottation et la sédimentation des particules et des flocs générés par le processus de coagulation-floculation sont effectuées ensemble.

L'eau clarifiée est pressurisée et saturée en air dissous. Lorsque ce flux saturé pénètre dans la chambre de flottation, une dépressurisation se produit et des microbulles d'air sont générées, qui entraînent à la surface les particules et les flocs qui n'ont pas pu se déposer ou flotter. Les particules qui ont une capacité de sédimentation suffisante sont accumulées au fond de l'unité DAF.

Cet équipement permet d'extraire des boues flottées et décantées avec une teneur en solides très élevée (jusqu'à 5%) et d'obtenir une boue clarifiée de haute qualité.

Les boues produites dans une station FAD sont envoyées vers un traitement de déshydratation pour lequel différentes techniques sont disponibles : centrifugation, filtration sous pression, séchage thermique ou filtration sous vide.

Il existe également des unités de décantation qui permettent de séparer les solides décantables, mais ces unités ne séparent pas les solides qui ne peuvent pas se déposer et prennent plus de place que les clarificateurs FAD.

3.1.6 Prétraitements alternatifs

Il existe d'autres technologies capables d'obtenir des rendements considérables dans l'élimination du chrome, des sulfures et des solides. Cependant, ces technologies sont moins utilisées en raison de leur coût élevé : échange d'ions, adsorption sur charbon actif...

Application combinée de la coagulation-floculation et de la flottation DAF : la technologie proposée par Sigmadaf

Cette séquence permet la séparation des polluants par coagulation-floculation et l'élimination ultérieure des flocs et des solides flottants par l'application d'un système DAF.

Les flocs formés lors du processus de coagulation-floculation ont une taille idéale pour être séparés de l'eau dans une unité de flottation à air dissous. La technologie DAF développée par Sigmadaf combine les principes de la flottation à air dissous et de la sédimentation avec une conception optimale de l'équipement.

SIGMA propose différentes conceptions pour le procédé de coagulation-floculation : un procédé à cuve agitée ou le procédé continu SIGMA PFL.

La technologie SIGMA DAF est un procédé de séparation efficace et robuste pour les huiles, les graisses, les colloïdes, les ions, les macromolécules, les micro-organismes et les fibres.

La séquence coagulation-floculation suivie d'une DAF est un processus largement utilisé dans le traitement des eaux usées de l'industrie du tannage. Cette solution s'est révélée très performante et rentable, tant sur le plan opérationnel qu'en termes de consommation de produits chimiques et d'énergie.

Dans un système DAF, de l'air comprimé est introduit dans un flux de recirculation du produit clarifié. Cet air se dissout dans le milieu liquide et génère ensuite des bulles de 30 à 50 µm lorsqu'il est libéré par une tête de dispersion dans la chambre de flottation. Les particules coagulées et floculées adhèrent aux bulles et flottent jusqu'au sommet de l'unité DAF, où elles sont éliminées mécaniquement.

Les matières décantables s'écoulent vers le compartiment à sédiments situé au fond de l'unité DAF et sont évacuées par un système d'extraction des boues, généralement une vis sans fin.

Sigmadaf propose également des équipements pour le traitement des boues collectées.

L'eau clarifiée quitte l'unité DAF par un système de surnageant réglable. Une partie de ce flux d'eau clarifiée sera redirigée par la pompe de recirculation pour entrer dans le système de compression et de saturation en air.

Sigmadaf propose une large gamme d'équipements de flottation DAF, qui peuvent être personnalisés en fonction du débit à traiter et de l'espace disponible. Nous fabriquons des équipements qui peuvent traiter des débits allant de 5 m3/h à 1 000 m3/h. La capacité de traitement des équipements Sigmadaf couvre des plages de charge polluante allant jusqu'à 40 kg de solides par surface de flottation. En outre, nous fabriquons des équipements compacts "plug&play".

Ce sont nos principaux modèles :

• SIGMA DAF FPAC : débits compris entre 5 et 160 m3/h avec une charge de solides très élevée. Il s'agit d'un système à flux croisé à haute performance. 

SIGMA DAF FPBC: débits entre 10 et 250 m3/h contenant des charges solides faibles à moyennes. L'équipement applique un écoulement à contre-courant et offre un débit élevé.

SIGMA DAF FPHF : débits entre 200 et 1000 ^m3/h avec une teneur élevée en matières en suspension. Une combinaison de contre-courant et de courant transversal est utilisée pour une performance optimale.

DAF COMPACT : équipement compact installé dans un skid, qui comprend le système de coagulation-floculation et le DAF, ce qui permet d'économiser de l'espace et de la consommation d'énergie.

Les avantages des systèmes SIGMA DAF sont les suivants :

•  Haute qualité de l'eau traitée.
• Démarrage rapide.
• Fonctionnement à grande vitesse.
• Boues plus épaisses(production de volume de boue plus faible).
• Réduction de l'empreinte écologique.
• Facile à utiliser.
• Technologie connue et robuste.
• Des systèmes de contrôle simples, adaptables et efficaces.

L 'analyse des eaux usées, à l'aide des tests Jar-Test, est essentielle pour décider dela meilleure combinaison de produits chimiques pour les étapes de coagulation-floculation et d'ajustement du pH.

Chez Sigmadaf, nous réalisons ces analyses en tant que phase préalable à la conception des processus de coagulation-floculation, à l'ajustement du pH et à la construction de l'équipement DAF.

3.2. traitement biologique

De nos jours, la plupart des usines sont basées sur le TRAITEMENT BIOLOGIQUE, qui est effectué après l'homogénéisation et le prétraitement physico-chimique. Le traitement biologique est très efficace, car la quasi-totalité de la matière organique présente dans les eaux usées est biodégradable.

Les eaux usées provenant des procédés de tannage présentent une matière organique très facilement biodégradable, de sorte que le traitement biologique sera très efficace à condition que le prétraitement ait été correctement conçu pour l'élimination des agents inhibiteurs décrits ci-dessus.

Des traitements aérobies ou anaérobies peuvent être utilisés.

3.2.1 Systèmes aérobies

Le plus répandu est un système simple à boues activées, qui consiste en une séquence de réacteurs anoxiques (sans oxygène) et aérobies (introduction d'oxygène) qui effectuent, par des réactions biologiques de micro-organismes, l'élimination de la DCO et de l'azote. Ce traitement peut être conçu de manière continue dans un ou plusieurs réacteurs, ou de manière séquentielle comme un système SBR(sequencing batch reactor).

3.2.2 Systèmes anaérobies

Les systèmes anaérobies peuvent supporter des concentrations très élevées de DCO et de _DBO5 et permettent également la production de biogaz, un gaz à haute teneur énergétique résultant du processus biologique d'élimination des matières organiques biodégradables en l'absence d'oxygène.

Les réacteurs les plus couramment utilisés dans le traitement des eaux usées des tanneries sont les réacteurs UASB(upflow anaerobic sludge blanket ). Ces réacteurs sont des unités compactes et très performantes où l'élimination de la DCO, la collecte du biogaz et la séparation des solides sont effectuées dans une seule unité.

Les principaux inconvénients des systèmes anaérobies sont leur grande sensibilité aux substances toxiques et le fait que la réduction de la DCO ne dépasse pas 60 %, ce qui nécessite un prétraitement très bien conçu et un traitement biologique aérobie ultérieur.

Le tableau suivant montre les taux d'élimination globaux résultant de l'application de différents ensembles de technologies pour le traitement des eaux usées de l'industrie du tannage :

Tableau 3: Estimation des rendements des eaux usées de l'industrie du tannage en fonction du traitement appliqué. Adapté du Bureau européen IPPC.

	COD	DBO5	SS	Chrome	Soufre	NTK
Prétraitements
Flottation des graisses	20-40	-	-	-	-	-
Oxydation du soufre	10	-	-	-	90	-
Précipitation du chrome	-	-	-	90-99	-	-
Combinaisons de prétraitements
Homogénéisation + sédimentation	25-35	25-35	50-70	20-30	-	25-35
Homog. + physico-chimique + sédimentation	50-65	50-65	80-90	20-50	2-10	40-50
Homog. + physico-chimique + flottation*.	55-75	55-75	80-95	20-50	2-5	40-50
Traitement biologique (prétraitement + ...)
... l'aération	85-95	90-97	90-98	-	-	50
... anoxie - aération	85-95	90-97	90-98	-	-	80-90
... anaérobie UASB	65-75	60-70	50-80	-	-	20-30

3.3 Gestion et traitement des boues

Les boues provenant des eaux usées de tannage contiennent 60 à 70 % de matière organique et 3 à 5 % d'azote, avec une teneur en potassium négligeable.

Avant le traitement, les boues doivent être déshydratées pour réduire leur volume et faciliter leur transport. Des équipements tels que :

• Filtres à bande
• Filtres presses
• Décanteurs centrifuges

où des sels et/ou des polyélectrolytes sont appliqués pour conditionner les boues.

Plusieurs procédés sont utilisés pour le traitement final des boues :

• Digestion anaérobie : elle permet également de produire du biogaz avec les boues digérées.
• Application agricole : l'application directe est autorisée dans la mesure où les restrictions légales concernant les pesticides, les agents pathogènes, les métaux lourds et autres contaminants sont respectées.
• Compostage aérobie : production de compost organique, qui doit également être conforme aux exigences légales.
• Traitement thermique : l'incinération, la gazéification ou la pyrolyse peuvent être utilisées à cette fin. Ces méthodes permettent de récupérer de l'énergie.

3.4. traitements avancés des membranes

Les procédés typiques de prétraitement et de traitement biologique sont efficaces pour éliminer les sulfures, le chrome, la charge organique, l'azote et les solides en suspension, mais l'effluent contient encore de grandes quantités de sels et de solides dissous (sodium ^Na+, chlore Cl-^, sulfate ^SO42-, calcium ^Ca2+, magnésium ^Mg2+) et des impuretés récalcitrantes, de sorte qu'il n'est pas possible de réutiliser l'eau traitée sans éliminer ces polluants.

Dans les industries qui consomment de grandes quantités d'eau, il est de plus en plus nécessaire de mettre en œuvre un MODÈLE CIRCULAIRE, qui permet de réutiliser les eaux usées traitées dans le processus. Les technologies qui permettent l'élimination de ces polluants et la réutilisation de l'eau sont les MEMBRANES DE FILTRATION.

La technologie membranaire peut être intégrée dans le traitement des eaux usées de l'industrie du tannage de deux manières différentes :

• Application de membranes de filtration comme post-traitement.
• Application des bioréacteurs à membrane MBR ("membrane bio-reactor")

3.4.1. membranes de filtration comme post-traitement

Il existe quatre types de membranes qui, par ordre de taille des pores, sont : Microfiltration (MF), Ultrafiltration (UF), Nanofiltration (NF) et Osmose inverse (RO). La figure 17 illustre cette classification en fonction de la taille des pores (en nm) et des polluants que chaque type est capable de retenir.

• Microfiltration MF : les membranes MF éliminent les colloïdes, les solides en suspension, les bactéries et les virus. Elles sont généralement utilisées comme prétraitement pour d'autres membranes UF, NF ou RO. Elles ne sont normalement pas appliquées seules, car leur efficacité est faible pour les besoins des eaux usées des tanneries.
• Ultrafiltration UF : procédé de filtration sélective par application d'une pression allant jusqu'à environ 10 bars. Ces membranes éliminent les macromolécules et les particules organiques de poids moléculaire élevé, ce qui permet le fractionnement de la matière organique. L'efficacité d'une membrane UF dépend en grande partie du type de matériau dont elle est composée. Les membranes UF sont généralement utilisées pour la préfiltration afin d'optimiser les processus d'osmose inverse et d'éviter le colmatage. Ce sont les membranes les plus couramment installées dans les systèmes MBR.
• Nanofiltration NF : les membranes NF sont utilisées pour l'élimination des matières organiques récalcitrantes et des métaux lourds. Ces membranes génèrent très peu de volume de concentré. Les membranes NF nécessitent une surveillance attentive pour éviter le colmatage.
• Osmose inverse RO: l'OI est une technique très efficace qui applique une pression pour la purification des eaux usées. Un procédé d'osmose inverse concentre tous les solides dissous, les composés organiques à l'état de traces, les métaux lourds et les ions monovalents.

Les membranes d'osmose inverse, combinées à l'ultrafiltration ou à la nanofiltration, permettent d'éliminer environ 95 % des solides dissous, 94 % des ions ^Na+ et Cl, 98 % des sulfates, 65 % de ^Mg2+ et 55 % de ^Ca2+.

Les principaux inconvénients d'un système d'osmose inverse sont sa forte tendance à se colmater, ce qui rend nécessaire un prétraitement, et la production d'un volume important de concentré qui doit être traité de manière appropriée.

Le plus grand défi dans l'application des technologies membranaires est de parvenir à un bon équilibre coût/efficacité et de surmonter les problèmes de colmatage. La sélection des produits et des méthodes de nettoyage est très importante lors de la conception et de l'installation d'un système membranaire qui optimise à la fois les coûts d'exploitation et les performances.

3.4.2. bioréacteurs à membrane MBR

Cette technologie combine des membranes d'ultrafiltration et un traitement biologique, qui agit comme un moyen de rétention de la biomasse, dans un système unique.

Les membranes agissent comme un séparateur des boues générées dans le réacteur, ce qui signifie qu'il n'est pas nécessaire d'installer un clarificateur ultérieur. Elles empêchent également la perte de biomasse (perte de micro-organismes nitrifiants et de micro-organismes capables de dégrader la matière organique lentement biodégradable), ce qui permet d'obtenir des concentrations de biomasse très élevées à l'intérieur du réacteur.

Ces réacteurs sont des équipements qui permettent d'obtenir une forte concentration de biomasse, une très faible production de boues et une forte capacité d'élimination des polluants. En outre, ils permettent une conception et une exploitation flexibles. Après un réacteur MBR, il est très courant d'installer des unités membranaires d'osmose inverse comme post-traitement.

Le principal inconvénient de ces systèmes est l'encrassement des membranes, qui nécessite un système de nettoyage soigneusement conçu.

Technologie membranaire proposée par SIGMA.

SIGMA propose sa technologie membranaire pour la conception et l'installation de réacteurs d'ultrafiltration, d'osmose inverse et de MBR.

Les réacteurs SMBR de SIGMA DAF offrent les avantages suivants :

• Ils constituent une solution PLUG&LAY.
• Ils offrent une fiabilité et une durabilité maximales.
• Ils permettent d'obtenir une qualité constante de l'effluent.
• Il s'agit d'une installation compacte qui permet l'ajout modulaire de membranes d'ultrafiltration.
• Le fonctionnement et le contrôle sont simples et robustes.
• Ils sont très résistants aux agents oxydants.

Les installations SIGMA DAF SMBR sont spécifiquement conçues pour chaque flux d'eaux usées à traiter. La gamme de débit est comprise entre 20 et 100 ^m3/jour.

SIGMA propose également des équipements pour le traitement des boues générées dans le réacteur.

4. Succès de SIGMA dans le traitement des eaux de tannerie.

Ce qui suit est une étude de cas d'une installation réussie de l'une de nos stations pour le prétraitement des eaux usées de l'industrie du tannage.

Origine de l'eau	Eaux usées mélangées provenant du processus de tannage des chaussures
Cible	Le respect des limites légales de rejet dans le réseau d'assainissement, qui sera dirigé vers une STEP et la possibilité de prévoir une réutilisation des effluents. Traitement intégral des boues.
Débit	200 m3/jour
Caractéristiques de l'influent	- pH = 3
- TSS = 1000 mg/L
- DCO = 3000 mg/L
- DBO5 = 1500 mg/L
- Azote total = 100 mg/L
- Chrome Cr3+ = 140 mg/L
Équipement installé	- Tamis de dégrossissage
- Réservoir d'homogénéisation
- Système de préparation et de dosage du coagulant (FeCl3), du floculant (polyélectrolyte) et du contrôle du pH (NaOH)
- Système de réservoir de coagulation, de floculation et de contrôle du pH
- Clarificateur SIGMA DAF FPAC-40
- Système intégral de traitement des boues : conditionnement et déshydratation des boues par filtre-presse, préparation et dosage du lait de chaux (Ca(OH)2).
Performance	> 90% en SST
> 67% en DCO
> 67% de la DBO5
> 50 % de l'azote total
> 98% Cr3+ chrome
Matière sèche des boues = 35 %.

5. Références

Álvarez S.G., Maldonado M., Gerth A., Kuschk P. Caractérisation des eaux usées de tannerie et étude des nénuphars dans la récupération du chrome. Citer les journaux.

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