Étude de différentes approches visant la réduction des polluants de rejets d'eaux usées d'une industrie agroalimentaire

摘要

L’activité de production dans une entreprise alimentaire génère des eaux usées qui sont acheminées directement dans les égouts municipaux. Les règlements municipaux obligent les entreprises à respecter les normes en vigueur concernant les paramètres physico-chimiques suivants : pH, température, Demande chimique en oxygène (DCO), Matières en suspensions (MES), Huiles et graisses totales (HGT), et Huiles et graisses minérales (HGM). Dans cette perspective, le projet de recherche vise à étudier l’efficacité de différentes approches visant la réduction des polluants de rejets d’eaux usées en vue de déterminer la meilleure solution dans le contexte spécifique de l’entreprise. L’usine est composée de deux zones de production : Zone 1 et Zone 2. Chaque zone se caractérise par une production spécifique et génère des eaux usées traitées au niveau des trappes à graisses localisées à l’extérieur de l’usine. En effet, les eaux usées de la zone 1 sont acheminées au drain situé avant la « trappe à graisse no 1 » à travers un système d’égout complètement indépendant du système d’égouts de la zone 2. Ce dernier alimente la « trappe à graisse no 2 ». Dans le cadre de ce projet, une étude spécifique de la variation des paramètres pH, DCO, MES, HGT et HGM est effectuée en fonction des différentes approches de réduction de polluants. Ce projet se compose de six phases. Les trois premières phases sont réalisées dans l’entreprise alors que les trois autres phases sont réalisées en laboratoire.ududLe pH est devenu plus homogène et enregistre un pH près de 7 suite à l’installation de l’aérateur (phase 3). Par ailleurs, au cours de la phase 4 (flottation à air dissous), on remarque que la flottation n’a presque pas d’effet sur la variation de pH. Finalement, les résultats obtenus dans les phases 5 et 6 démontrent que l’utilisation des membranes UF et NF rend le pH plus acide. En effet, le pH diminue de 6,2 à 5,7 avec la membrane UF et de 6,2 à 3,4 avec la membrane NF pour la zone 1. Pour la zone 2, on observe une diminution de pH de 9,8 à 8,9 avec la membrane UF et de 9,8 à 3,6 avec la membrane NF.ududAprès la fixation de tamis (phase 2), la concentration de la DCO a atteint la valeur de 916 mg/L dans la zone 1 et de 956 mg/L dans la zone 2. L’ajout d’un aérateur (phase 3) été efficace pour traiter de la DCO et avec attente d’une valeur de 515 mg/L au niveau de la trappe 1 qui est au-dessous de la norme de 800 mg/L. L’approche en utilisant un tamis et une flottation à air dissous permet de réduire la DCO jusqu’à la valeur de 782 mg/L dans la zone 1 et de 2181 mg/L dans la zone 2 avec 100 % d’eau pressurisée. La séparation membranaire permet d’atteindre la valeur de 960 mg/L avec la membrane UF et de 480 mg/L avec la membrane NF dans la zone 1. Pour la zone 2, le niveau de DCO a atteint la valeur de 2158 mg/L avec les membranes UF et la valeur de 624 mg/L avec la combinaison des membranes UF+NF. Donc, la mise en place d’une membrane NF est la méthode la plus efficace et garantit un taux de DCO le plus bas et qui respecte la norme (800 mg/L). Cependant, le problème de pH reste toujours présent et en dessous de la norme acide au niveau des deux zones 1 et 2.ududLe taux d’HGT est actuellement de l’ordre de 1480 mg/L dans la zone 1 (10 fois plus que la norme) et de 2888 mg/L dans la zone 2 (20 fois plus que la norme). Malgré que la trappe à graisse, la vidange, le tamis, l’aérateur, la flottation et la séparation membranaire UF contribuent à réduire considérablement le taux d’huile et graisse totale, il reste toujours au-dessus de la norme. Par contre, avec la séparation membranaire NF, le taux d’huiles et graisses a atteint la valeur de 149 mg/L au niveau de la zone 1 et une valeur de 7 mg/L au niveau de la zone 2 et qui respecte la norme (150 mg/L).ududPour les concentrations de MES, l’utilisation la trappe à graisse avec vidange mensuelle permet de réduire les valeurs de MES qui respectent la norme (500 mg/L) pour atteindre 261 mg/L dans la trappe 1 et 322 mg/L au niveau de la trappe 2. Avec la présence de tamis (phase 2), le MES a atteint une valeur de 50 mg/L avec Vidange + Tamis au niveau de la trappe 1, et une valeur de 79 mg/L avec Vidange + Tamis au niveau de la trappe 2. Avec la méthode de flottation à air dissous (Phase 4), le taux de MES pour la zone 1 a atteint la valeur de 252 mg/L et une valeur de 1098 mg/L dans la zone 2, avec un pourcentage de 100 % d’eau pressurisée. Enfin, avec la filtration membranaire (phases 5 et 6), le taux de MES est presque égal zéro dans la zone 1 (élimination complète des matières en suspensions). Cependant, la valeur de MES a atteint 262 mg/L dans la zone 2 mais qui respecte la norme (500 mg/L).ududLes différentes phases du projet ont permis d’identifier le potentiel de chaque approche de traitement. La combinaison de méthodes de prétraitement tamis + aération avec la méthode de traitement par filtration membranaire (UF+ NF) permet de répondre aux exigences réglementaires pour les paramètres physico-chimiques étudiés. Afin de garantir avec plus de certitude les résultats obtenus, des études complémentaires sont nécessaires pour tester ces méthodes en fonction des variations de caractéristiques d’eau des zones 1 et 2 dans un horizon plus représentatif (horaire, journalier, hebdomadaire, mensuel, etc.).