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EDF Industrie
  LES FICHES TECHNIQUES
Traitement des effluents par électrocoagulation
EDF Industrie
SAPROTEC
3393, route de Tournai
à Frais-Marais
59500 DOUAI

Tél.: 03 27 98 02 69
Fax.: 03 27 88 62 66

électrocoagulation
  Avantages de l'installation

- Protection de l'environnement
- Fiabilité
- Qualité de l'eau traitée

 

  L'entreprise

Créée en 1957, SAPROTEC S.A. située à Frais-Marais près de Douai, est spécialisée dans le zingage électrolytique à façon.

L'entreprise dispose de 3 chaînes de traitements de surface et d'une station d'épuration des eaux usées.

Sa clientèle se situe dans de nombreux secteurs: automobile, agricole, boulonnerie, emboutissage etc.

Elle emploie actuellement plus de 30 personnes pour un chiffre d'affaire de 12 MF en 1994.

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Chaine de zingage au tonneau

 

  Choix d'un équipement de traitement des eaux

Auparavant, le traitement des eaux de l'usine s'effectuait dans une station physico-chimique.

Après avoir installé deux nouvelles cuves de décantation, pour subvenir au débit d'eau qui est à l'heure actuelle de 10 m3/h, selon le même principe physico-chimique, SAPROTEC a opté en définitive pour le procédé tout électrique " ECOLYSE " qui présente de nombreux avantages:

- Moindre consommation de produits chimiques, grâce à l'utilisation de l'électricité.
- Réduction des métaux résiduaires.
- Réduction du volume des boues.
- Réduction totale des Cr6 sans passer par l'étape du bisulfite.
- Fonctionnement en continu.
- Coût réduit du m3 d'eau traitée.
- Installation occupant un volume restreint.

 

  Principe de l'électrocoagulation

L'électrocoagulation est un procédé électrochimique qui permet, au cours du traitement d'épuration des eaux, de produire des microbulles d'oxygène et d'hydrogène suivant les réactions:

(+) anode 2H20-4 e- à 02+4H+ E=+0,4 V

(-) cathode 2H20+2 e- à H2 + 2 OH- E=+0,83 V

Ces bulles, finement divisées ( < 10 µm) vont, en remontant à la surface, entraîner les matières en suspension, les hydrocarbures, les colloïdes, et ainsi arriver à une clarification totale des solutions.

De plus, l'oxygène naissant, très réactionnel, fait office d'oxydant puissant et permet aux molécules organiques de se scinder plus facilement et favorise un traitement biologique ultérieur éventuel.

L'hydrogène produit à la cathode est utilisé ,comme réducteur et permet d'hydrogéner les molécules organiques, les rendant moins réfractaires à l'oxydation.

L'électrocoagulation met en oeuvre une seconde réaction électrochimique, qui permet de générer au cours du traitement des cations solubles, d'Al3+ ou de Fe2+/3+ suivant les réactions:

AI à Al3+ + 3 e-

Fe à Fe2+ + 2 e-

Fe2- à Fe3+ + e-

Ces réactions ayant lieu en milieu légèrement alcalin (pH compris entre 6,5 et 8), les cations se transforment immédiatement en leurs hydroxydes correspondants, qui, de par leur réactivité, permettent une coprécipitation des hydroxydes des autres métaux. électrocoagulation
Cuves de décantation et filtres-presse

 

  Description du procédé

Fonctionnement

Dans les installations physico-chimiques traditionnelles, les eaux chromiques sont transformées séparément, réduit à bas pH et traitées avec un produit chimique, le bisulfite, pour ensuite remonter le pH.

Dans le système " ECOLYSE ", la première phase est de regrouper les eaux chromiques, basiques ou acides de l'usine, dans un bac d'homogénéisation. Les eaux cyanurées sont traitées séparément grâce à un système physico-chimique.

La deuxième phase du procédé se déroule dans une cuve de neutralisation où on remonte le pH à 8/8,5 par injection d'acide ou de soude (on utilise les acides usés de l'atelier).

Ensuite, dans une cuve divisée en 6 compartiments successifs disposés en cascade, les eaux neutralisées précédemment passent au travers d'électrodes solubles et subissent le traitement expliqué auparavant d'électrocoagulation. Le matériau de l'électrode utilisé dépend des produits à traiter.

La dernière étape consiste à séparer l'eau des particules solides.

Dans le souci d'utiliser les bacs de décantation neufs achetés par l'entreprise pour les raisons expliquées dans le deuxième paragraphe, le circuit de canalisations entre l'électroflottation et la décantation a dû être allongé pour permettre à l'oxygène et l'hydrogène de s'évacuer complètement, ceci afin que les boues se retrouvent en fond de cuve au lieu de flotter, comme c'est le cas, normalement dans le procédé d'électroflottation où l'on effectue un spatulage de la surface.

L'eau passe ensuite dans une cuve de correction et de vérification de pH.

Une fois le pH à 7 ou 8, elle traverse un filtre à sable et un compteur final ainsi qu'une cellule de prélèvement automatique pour être enfin rejetée dans la Scarpe.

Des prélèvements sont effectués toutes les heures et analysés sur 24 heures.

Les boues sont récupérées en dessous des cuves de décantation, passent dans un filtre-presse puis sont séchées.

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Pompe à chaleur de séchage de boue

 

  Une pompe à chaleur pour secher les boues

Généralités

Les boues générées par la station contiennent une part importante d'eau (siccité de 40 % ). Il est intéressant de les déshydrater non seulement pour diminuer les coûts de transport et de stockage en décharge, mais surtout pour respecter les contraintes réglementaires à court terme (objectif de siccité minimale en 1998: 35 %).

Principe

Les boues pressées tombent dans un bac mobile qui est acheminé jusqu'à la centrale à air chaud manuellement.

L'ensemble constitue une pompe à chaleur dont le principe de fonctionnement est le suivant:

L'air, sec et chaud, est soufflé dans le bac, et se charge d'humidité au fur et à mesure qu'il pénètre dans les boues, celui-ci perdant automatiquement une partie de leur poids.

Une fois chargé d'humidité, l'air est aspiré et refroidi dans un groupe frigorifique. L'eau se condense et libère son énergie au refroidisseur.

L'air froid est à nouveau chauffé par l'énergie de condensation et le cycle recommence.

Cette pompe comprend un groupe frigorifique et un ventilateur qui assure la ventilation indispensable au fonctionnement en circuit fermé.

Les canalisations entre la centrale d'air chaud et le bac sont hermétiques.

L'eau de condensation est sans couleur, ni odeur et peut être soit réutilisée, soit déchargée.

Cet équipement, avec une consommation de 0,3 kWh par litre d'eau condensée, fait passer de 850 à 350 kg le poids de boue à évacuer par jour.

Sachant que le prix de la boue est de 800 F/tonne les économies réalisées grâce à cette pompe à chaleur couvrent donc largement les dépenses en électricité de l'installation.

électrocoagulation
Eau à l'entrée, en cours de traitement
et à la sortie de la station

Caractéristiques

électrolyse 0,6 kWh/m3

appareils électriques 0,6 kWh/m3

four de séchage de boue 150 kWh/20 h

d'anodes solubles

en fer 20g/m3

en aluminium 0,1 glm3

Durée hebdomadaire de travail 6 j/7

Durée journalière de travail 24 h/24

Maintenance 2 h toutes les 8 h

Quantité de boue générée 850 kg/24 h

Quantité de boue sortant du four 350 kg/24 h

Prix de la boue 800 F/tonne.

 

  Opinion de l'utilisateur

Monsieur MAILLE, P D.G.

Nous avions un volume restreint à allouer à l'opération de traitement des effluents. Grâce au procédé d'électrocoagulation, nous avons installé une station performante et efficace pour la protection de l'environnement.

Elle nous permet, de plus, de réaliser des économies d'exploitation par rapport à des solutions physico-chimiques.

Grâce à l'utilisation de l'électricité, nous n’avons pas d'addition de produits chimiques durant le processus, un fonctionnement en continu avec peu de maintenance.

Ce procédé est conforme aux réglementations européennes sur le traitement des effluents et conduit à une amélioration notable dès conditions de travail.

 

  Références

constructeur CORELEC
4, rue Charrin
46910 VILLEURBANNE
Tél. : 04 78 84 56 57

constructeur POFIMAR
Monsieur DEBILLEMONT
256, rue de l'Eglise
59500 DOUAI
Tél. : 03 27 99 07 16

EDF INDUSTRIE
EDF GDF Services DOUAI
981, boulevard de la République
BP 523
59505 DOUAI CEDEX
Tél. : 03 27 93 31 93

Centre EDF Industrie
immeuble Élysées
92056 PARIS LA DÉFENSE - CEDEX
Tél. :01 47 44 97 52

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