Brevet FR2220479A1 — publié le 19741004

L'inFention concerne un procédé pour éliminer les protéines et leurs produits de décomposition, notamment les polypeptides et les amino-acides, des eaux résiduaires ou de consommation contenant lesdits produits, par précipitation des protéines en milieu acide avec des dérivés organiques d'acides sulfurique (précipitants), où une émulsion de graisses) et/ou d'huile(s), le cas échéant simultanément présente, est rompue dans les eaux résiduaires ou de consommation à épurer, puis le produit précipité est séparé, et il est, si on le désire, de nouveau transformé, notamment en engrais. On trouve dans de nombreuses branches de l'industrie des eaux résiduaires ou de consommation contenant des protéines, qui le cas échéant, sont décomposées dans une proportion plus ou mois grande, en polypeptides, amino-acides et d'autres produits à teneur d'azote, et pourtant ces eaux résiduaires ménagères peuvent aussi contenir des quantités considérables de protéines, en plus de graisse(s) ou huile's)* L'évacuation de ces eaux résiduaires ou de consommation dars des réservoirs naturels peut entre nuisible à l'environnement, car ces eaux résiduaires se caractérisent par une consommation biologique élevée en oxygène.C'est pourquoi il est très important d'éliminer des eaux résiduaires les protéines et les produits analogues, et ceci me#me quand ces eaux doivent 4tre soumises à une épuration biologique, Peu importe que l'épuration biologique soit réalisée avec de la boue active dans une installation d'épuration biologique ou par fermentation dans un appe reil de fermentation0 De plus, les protéines de l'eau de consommation ou résiduaire représentent une valeur non négligeable, car elles peuvent entre utilisées entre autre pour les engrais et dans certains cas même pour l'obtention d'amino-aoides purs. Il a déjà été proposé d'utiliser les acides lignosulfoniques ou les acides sulfoniques aromatiques pour la précipitation des protéines et des produits analogues, de l'eau résiduaire et de consommation, et pn a ainsi obtenu de très bons résultats. Comme ltépuration des eaux résiduaires recherchée n'est pourtant pas complète de cette façon, on veut naturellement obtenir une séparation complète ou du moins encore plus grande des produits en question des eaux résiduaires ou de consommation. l'invention a donc pour tâche d'améliorer un procédé du type précédemment décrit, de sorte qu'on puisse arriver à une séparation encore plus poussée des protéines et des produits de décomposition des eaux résiduaires et de consommation, pour une dépense égale ou si possible même moins grande. On a maintenant trouvé qu'à l'aide des esters de sucres de l'acide sulfurique, qui ont un poids moléculaire d'au moins env. 200, on peut obtenir une meilleure séparation des protéines des eaux résiduaires, qu'en utilisant les acides lignosulfoniqueç les arylsulfonates ou les acides arylsulfoniques comme précipitants. l'objet de l'invention est ainsi un procédé du type décrit au début, qui est caractérisé par le fait qu'on utilise comme précipitant un ou plusieurs. esters de sucre de 11 acide sulfurique dont le poids moléculaire est d'au moins 200o Lors du traitement des eaux résiduaires ou de consommation selon le procédé de l'invention, les émulsions de graisse et/ou d'nuire existant éventuellement sont également rompues, et ensuite la graisse ou l'huile peuvent être séparées avant le traitement au précipitant, par exemple par grattage, flottation ou centrifugation. A l'aide du procédé de l'invention, on obtient une élimination Bxtraordinairement efficace des protéines et/ou de leurs produits de décomposition de l'eau résiduaire, et en même temps on a pour avantage que les protéines ou les produits de décomposition de protéine séparés sont obtenus dans une forme telle qu'ils peuvent autre utilisés industriellement, par exemple pour les engrais. Selon le procédé de l'invention d'élimination des protéines et/ou de leurs produits de décomposition, les eaux résiduaires et de consommation épurées peuvent selon le besoin être soumis à un autre traitement ou une autre épuration. Pour s'assurer, dans le procédé selon l'invention, d'une précipitation efficace et poussée des protéines et/ou de leurs produits de décomposition, on peut le cas échéant utiliser le précipitant en excédent. Après l'élimination du complexe précipité de protéine et d'esters d'acide sulfurique on peut éliminer le précipitant en excédent par adsorption par le cuir tanné au chrome, qui est de préférence utilisé sous forme de chutes. Le ou les esters de sucre d'acide sulfurique peuvent etre ajouté(s) à l'eau résiduaire ou de consommation de différentes fa çons. Par exemple on peut les verser simplement dans un récipient avec l'eau résiduaire ou de consommation à épurer. Il est pourtant préférable de réaliser ce qu'on appelle un mélange par conduite", c'est-à-dire qu'on prévoit dans une conduite d'eau résiduaire ou de consommation un dispositif approprié d'amenée et de mélange, à travers laquelle le précipitant est ajouté sous forme d'un liquide, par exemple en-solution ou suspension dans l'eau. Une eau résiduaire donnée présente normalement-une composition assez constante et notamment une teneur en protéines relativement constante, de sorte qu'à l'aide de sa composition on peut déterminer la quantité nécessaire en précipitants, par unité de volume, par un calcul si précis qu'on n'ait besoin de procéder qu'à de minimes régularisations de la quantité de précipitant ajoutée0 Cela peut par exemple avoir lieu à l'aide du trouble de l'eau résiduaire après addition du précipitant ou à 11 aide de la valeur pH ou de la conductibilité de l'eau résiduaire ou de consommation mélangée avec le précipitant (ester de sucre d'acide sulfurique). Il faut ajouter une quantité de précipitant (ester d'acide sulfurique) suffisant pour la précipitation complète de la (des) protéine(s) et/ou de ses(leurs) produits de décomposition; étant donné que, comme on l'a déjà mentionné, un excédent de précipitant -abstraction faite de la consommation de matières plus élevée- ne nuit pas, car cet excédent peut titre facilement éliminé. La précipitation doit être effectuée à un pH dans la gamme d'environ 3 à 4,5 et spécialement à environ 395. Quand l'acide et l'ester de sucre d'acide sulfurique sont ajoutés ensemble, on pst faire concorder au préalable leurs rapports quantitatifs, et mélanger au préalable les deux adjuvants en un rapport quantitatif correspondant, et ensuite la vitesse d'addition peut entre réglée selon le pH du mélange d'eau résiduaire ou de consommation et de précipitant, ainsi que de l'acide. ta valeur du pH peut alors etre mesurée en continu et peut être réglée, dans le cas de variations, par des réglages postérieurs de la quantité de mélange d'acide et de précipitant. #XEMP'fES Les esters de sucre avec l'acide sulfurique dont, selon l'invention, on a examiné 11 aptitude à précipiter en milieu acide les protéines et leurs produits de décomposition, sont préparés par estérification prudente de divers saccharides avec de l'acide sulfurique à 90 %, à basse température. Dans les exemples suivants on a utilisé de tels produits d'estérification de l'acide sulfurique avec le sucre de canne (sec- charose), le sucre de lait (lactose) et l'amidon (amylose) en comparaison avec l'acide lignosulfonique comme précipitants, pour la protéine dans deux qualités différentes d'eaux résiduaires. lo Des quantités variables d'esters de sucre en suspension/solu tion aqueuse ont été ajoutes à 500 m1 d'échantillons d'eau ré siduaire d'un abattoir de porcs. Pour tous les échantillons on a obtenu une rapide précipitation avec une bonne structure des particules, mais la phase limpide en résultant (produit de dé cantation) différait d'un échantillon à l'autre. En détermi nant la consommation chimique d'oxygène (KOF) dans les divers produits de décantation, on a trouvé un dosage optimum pour les trois différents esters de sucre, ainsi que pour une série correspondante d'échantillon avec l'acide lignosulfonique com me précipitant. Le pH a été ajusté avec de l'acide sulfurique dans les échantillons, quand cela était nécessaire.Dans les produits de décantation des échantillons à dosage maximal on a déterminé la consommation biologique d'oxygène BOF, et la te neur en azote. Résultats Précipitant Dosage BOF7 N org %BOF5 % N réduc- réduction mg/l mgO2/ mg/l tion Pas de précipitation o 3800 430 0 0 Sucre de canne sulfaté 6400 360 41 82,6 90,5 Sucre de lait n 7200 730 55 80,8 87,2 Amidon n 5600 580 30 84,7 93,0 Acide lig# sulfonique 2200 410 102 89,2 76,2 2. Il a été réalisé selon le procédé de l'exemple 1 des essais comparatifs de précipitation avec l'ester de sucre et l'acide lignosulfonique avec des eaux résiduaires de caractéristiques suivantes, provenant d'une laiterie Protéine : 571 mg/l Hydrates de carbone : 626 Graisse :: 296 BOF, 1380 mg02/l A la différence de l'exemple 1, le précipité a été séparé ici par flottation. Résultats Précipitant Dosage KOB N org % BOF % N mg/l mg y l mg/l réduc- réduc tion tion Pas de précipitation o 1380 571 0 0 Sucre de canne sulfate 7000 1060 165 23,1 71,2 Sucre de lait n 7400 990 141 28,3 75,3 Amidon " 6800 880 67 36,2 88,3 acide lignosulfonique 3200 940 186 31,9 67,4 Les substances niches en protéines obtenues lors de la séparation des complexes précipités de la protéine et/ou des produits de décomposition de la protéine et de(s) esters d'acide sulfurique peuvent être utilisées comme engrais, De plus on peut les utiliser comme moyen de granulation et liant pour-d'autres engrais, car en plus de leur propre valeur nutritive, elles possèdent un effet d'adhésion, En outre on peut les utiliser comme colle, par exemple lors de la fabrication de contre-plaqué ou de panneaux de copeaux, Car elles sont bon marché, en tant que colle de protéine, et de plus elles sont dotées d'une haute capacité d'adhésion. Lors de l'utilisation comme engrais il peut etre approprié de régler le pH du produit, par exemple avec de l'ammoniaque environ 6 à 8. Ensuite le produit est de préférence séché, et le séchage doit avoir lieu dans une colonne sécheuse au moyen d'un séchoir par pulvérisation, car ainsi on obtient une diminution favorable des particules. REVENDICATION Procédé d'élimination des protéines et de leurs prQduits de décomposition, particulièrement des polypeptides et des aminoacides de l'eau résiduaire ou de consommation contenant lesdits produits, par précipitation des protéines en milieu acide avec des dérivés organiques d'acide sulfurique (précipitants), où une émulsion de graisse(s) et/ou d'huile(8) existant le cas échéant simultanément est rompue dans l'eau résiduaire ou de consommation à épurer, puis par séparation du produit précipité, qui, si on le désire, est encore transformé, notamment en engrais, caractérisé par le fait qu'on utilise comme précipitant un ou plusieurs esters de sucre de l'acide sulfurique, dont le poids moléculaire est d'au moins 2000