Brevet FR2612916A1 — publié le 19880930

La présente invention concerne un procédé de traitement des rejets d'eaux usees et un dispositif de mise en oeuvre dudit procédé. Elle s'applique plus spécialement au traitement des eaux des bourbiers de forages pour hydrocarbures. Les effluents de forage sont essentiellement composés de boue de forage diluée par les eaux de lavage, ils ne peuvent être rejetés dans une rivière sans traitement. Les paramètres essentiels qui régissent l'autorisation de rejet sont la couleur, l'odeur, la demande chimique en oxygène (DCO), la demande biologique en oxygene (DBO), les matières en suspension (MES), les sels dissous, la teneur en hydrocarbures, enfin la toxicité. Les ligno-sulfonates sont employés pour le traitement des boues à la fois comme dispersant et inhibiteur de gonflement des argiles, réducteur de filtrat et améliorateurs de cake, résistant aux fortes concentrations de calcium et de NaCl et aux temperatures élevées, ils agissent sur la couleur qui devient de marron à noir et sur la DCO qui augmente de façon importante. Le traitement actuellement pratiqué ne permet pas d'éliminer efficacement les ligno-sulfonates, car il est basé sur une coagulation floculation anionique en une seule opération. Le nouveau procédÉ évite cet inconvEnient en effectuant successivement et sépardment la coagulation et la floculation, ce qui permet le contrôle et la mise au point de chaque étape. Un procédé selon l'invention, sur une ligne de traitement, comporte les étapes suivantes : injection de l'acide sulfurique pour provoquer une coagulation, ensuite addition d'un polyélectrolyte 100 t cationique pour provoquer une floculation et enfin séparation de la phase solide par centrifugation ou égouttage-cornpactage. Suivant un mode préférentiel de réalisation aprs l'injection d'acide sulfurique, d'une part on provoque la coagulation la meilleure en assurant un mélange efficace, de préférence avec un mélangeur statique, et d'autre part, on provoque la floculation la plus parfaite en prolongeant le contact entre le polyélectrolyte 100 % cationique et l'effluent en faisant circuler le mélange dans une boucle de floculation dont la longueur et le diamètre sont déterminés en tenant compte du débit et de la qualité de la boue à traiter. Dans les mêmes réalisations, un contrôle du PH est assuré avant l'entrée dans le dispositif d'injection de polyélectrolyte 100 % cationique. Le PH est maintenu à une valeur inférieure à 6. Un dispositif d'injection d'eau douce en un point de la ligne de traitement situé avant le dispositif de coagulation permet de diluer l'effluent -si nécessaire. La séparation des phases solide et liquide en fin de traitement peut être effectuée à l'aide d'une centrifugeuse, cependant il est préférable sur les chantiers d'utiliser un égouttoir-compacteur. L'invention sera mieux comprise dans la description suivante, donnée à titre non limitatif, d'un dispositif, destiné à la mise en oeuvre du procédé proposé, illustré à l'aide des figures jointes. - Figure 1 : Schéma de l'installation. - Figure 2 : Dispositif égouttoir-compacteur. Sur la figure I, on trouve, représenté schématiquement, une ligne de traitement du bassin à boue (1) au rejet dans un drainage extérieur (2) tel qu'une rivibre pour l'eau et une décharge pour la phase solide pelletable (11). Sur cette ligne, on distingue successivement - un conduit (3) d'arrivée d'eau douce pour dilution éventuelle, - un dispositif (4) d'injection d'acide sulfurique dilué suivant les besoins, - un mélangeur statique(S), dispositif hflicoidal, coaxial du conduit, provoquant augmentation locale de vitesse et turbulence favorable au mélange - un dispositif (6) de contrôle du PH, - un dispositif (7) d'injection de polyélectrolyte, - un dispositif mélangeur (8), - un dispositif un tube de longueur importante, au moins 25 mitres mis en forme de serpentin pour en réduire ltencombrement et favoriser le contact, - enfin un dispositif (10) de séparation solide liquide avec les sorties séparées pour l'évacuation de l'eau (2) et de la phase solide ou plutôt boueuse (11). Le dispositif (10) peut être constitué par une centrifugeuse. I1 peut aussi être constitué par un égouttoir-compacteur tel qu'il est montré sur la figure II. La figure Il représente un égouttoir-compacteur comprenant deux parties : une grille (12) inclinée d'au moins 450 sur la verticale sur laquelle l'effluent floculé glisse se séparant en eau libre qui passe à travers et va au rejet (2) et en éléments floculés (13), et une vis compacteuse (14) vers laquelle glissent par gravité lesdits éléments floculés (13) et qui délivre à son extrémité (15) un effluent pelletable (11) alors que de l'eau traverse une grille de fond (16) pour être elle aussi orientée vers le rejet (2). Exemple de fonctionnement du dispositif La boue traitée est bentonitique avec lignosulfonates avec une densité d = 1,04 à 1,05 et un débit de traitement de 3 m3 /heure. Le traitement d'une telle boue avec 0,75 kg de polyélectrolyte par m3 se traduit par les changements de caractéristiques indiqués ci-après - le DCO passe de 3.240 à 1.000-1.300, - le MES en mgr/litre de 40.000 à 200-700, - les lignosulfonates en g/litre de 2,80 à 1-1,4, - le PH reste stable entre 5 et 6, - les chlorures restent stables à 1,07 alors qu'ils croissent avec le traitement anionique, - la couleur brun-noir tre devient jaune paille clair. Ajoutons que l'acidification par SO4H2 est moins onéreuse que par HCl et elimine une fraction appréciable d'ions Ca++, ce qui rend l'eau résiduelle plus utilisable pour la confection de boue fratche. REVENDICATIONS 1 - Procédé de traitement des effluents à teneur en eau importante notamment des effluents de forage contenant des lignosulfonates, caractérisé en ce que successivement, sur une ligne de traitement, on injecte de l'acide sulfurique pour provoquer une coagulation, on injecte ensuite un polyélectrolyte 100 t cationique de façon à provoquer une floculation et enfin on centrifuge pour provoquer la séparation en phases liquide et solide. 2 - Procédé selon la revendication 1 dans lequel, après avoir injecté l'acide sulfurique et provoqué le meilleur mélange de cet acide sulfurique avec l'effluent, on contrôle le PH moyen dudit effluent et on additionne ce qui est nécessaire pour maintenir ce PH inférieur à 6. 3 - Procédé selon la revendication 1 dans lequel après avoir injecté un polyélectrolyte 100 8 cationique, on provoque le meilleur mélange et on maintient le contact entre ledit polyélectrolyte et l'effluent pendant un temps suffisamment long pour que la floculation soit effective avant d'effectuer la centrifugation. 4 - Dispositif de traitement des effluents à teneur en eau importante, notamment des effluents de forage contenant des lignosulfonates, comportant successivement, sur une ligne de traitement, des moyens - d'injection d'acide sulfurique, - de mélange de cet acide sulfurique avec l'effluent, - de contrôle du PH et de son maintien tel que PH inférieur à 6, - d'injection d'un polyélectrolyte 100 % cationique, - de mélange dudit polyélectrolyte avec l'effluent, - du maintien en présence du polyélectrolyte avec l'effluent par l'utilisation d'une boucle de floculation de longueur suffisante déterrainée en fonction du débit, et enfin, - de séparation des phases solide et liquide. 5 - Dispositif selon la revendication 4 dans lequel les moyens de mélange de l'acide sulfurique et de l'effluent sont constitués par un mélangeur statique. 6 - Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les moyens de séparation des phases solide et liquide sont constitués par une centrifugeuse. 7 - Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les moyens de séparation des phases solide et liquide sont constitués par un égouttoir compacteur. 8 - Dispositif selon la revendication 4 dans lequel le Ph avant l'injection de polyélectrolyte est maintenu le plus proche possible de 5,5. 9 - Dispositif selon la revendication 4 dans lequel le mélange du polyelectrolyte et de l'effluent est effectu avec une rampe helicoidale fixe, coaxiale de la ligne de traitement. 10- Dispositif selon la revendication 4 dans lequel la boucle de floculation a une longueur d'au moins vingt cinq mètres.