Brevet FR2649091A1 — publié le 19910104

d - 2649091 PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE TRAITEMENT DES EFFLUENTS CONTENANT DES ENCRES A L' EAU. L'invention concerne le traitement des effluents con- tenant des encres, en particulier des encres à l'eau uti- lisées dans les procédés d'impression dans les imprimeries, et dans d'autres industries telles les papeteries, car- tonneries, sacheries par exemple. Dans les industries de transformation des papiers ou cartons telles les cartonneries, sacheries, les effluents à traiter peuvent contenir différents agents de pollution, en particulier des encres à l'eau, notamment lorsque le site industriel utilise un procédé d'impression par flexogra- phie. Ils peuvent aussi contenir des résidus de colle, par exemple à base d'amidon. Pour traiter ces effluents, plusieurs procédés ont déjà été proposés.Ils consistent généralement à séparer par différentes méthodes les agents de pollution de l'eau qui les contient, afin d'obtenir d'un côté des boues polluantes et de l'autre côté l'effluent clarifié, puis à éliminer les boues polluantes obtenues, généralement par incinération. Crn a ainsi proposé un procédé de séparation par flc- culation suivie d'une décantation statique des effluents. Mais les boues obtenues sont peu denses, de sorte que le volume qui est à détruire est important, et le coût de l'incinération est élevé. Pour obtenir des boues plus compactes, on -a alors proposé d'utiliser un filtre-presse qui permet de passer d'une siccité de 2 à 3 % à une siccité de 30 % environ. Un des inconvénients du filtre-presse est qu'il travaille en discontinu et nécessite un personnel de main d'oeuvre pour surveiller le démoulage du gâteau obtenu. - 2 - On a encore proposé un procédé de séparation par ultra-filtration. Mais c'est un procédé onéreux qui ne peut être utilisé que pour de faibles quantités d'effluents à traiter. L'invention propose un procédé de traitement des ef- fluents qui permet de séparer notamment les encres de l'eau qui les contient et d'obtenir un effluent clarifié en même temps que des boues particulièrement compactes. Selon l'invention, on traite l'effluent à l'aide d'un agent de floculation et on soumet ensuite l'effluent à une centrifugation en continu, consistant en une accélération comprise entre 1000 et 20 000 g et de préférence entre 5000 et 11 000 g, tout en évitant l'interface airliquide au cours de la centrifugation. Par centrifugation en continu on entend selon l'in- vention une centrifugation dans laquelle l'alimentation en effluent d'une part, et le rejet de l'effluent clarifié d'autre part, sont continus. Sous un des aspects de l'invention, on effectue la floculation en milieu acide en utilisant un agent de floc- ulation choisi parmi les floculants minéraux tels le sul- fate d'alumine, des polymères du sulfate d'alumine, le chlorure ferrique, les floculants organiques tels les polymères ioniques ou non ioniques. De préférence, on effectue la floculation à un pH de l'ordre de 5, par addition d'un acide tel l'acide sulfuri- que, et on utilise en tant qu'agent floculant un polymère cationique telle une polyéthylèneimine modifiée ou non. Afin d'améliorer encore l'efficacité de la flocu- lation, celle-ci est effectuée avantageusement sous une agitation adéquate. La quantité d'agent floculant peut varier selon le type d'agent et le type d'effluent à traiter. On choisit généralement un taux de 0,1 à 2 % en poids d'agent flocu- lant par rapport au poids des matières sèches de l'ef- fluent. L'étape de floculation peut être très courte et de l'ordre de quelques secondes seulement sous agitation. Afin d'améliorer la centrifugation qui va suivre, on - 3 - ajoute avantageusement à l'effluent, notamment au cours de la floculation, un produit anti-mousse. Un produit anti-mousse convenable est par exemple une huile de sili- cone. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, on ajoute aussi à l'effluent une colle à base d'amidon lorsque l'effluent à traiter n'en contient pas ou qu'il n'en contient que_ très peu. Des essais selon l'invention ont montré que la présence d'une colle à base d'amidon dans l'effluent, augmentait encore la siccité des boues obtenues par centrifugation. A titre d'exemple, un effluent conte- nant de l'ordre de 10 g/litre d'une colle à base d'amidon avant la centrifugation, peut après centrifugation être réduit à un volume de boues d'environ 5 à 6 % du volume total de l'effluent, le reste étant l'effluent clarifié, alors qu'un effluent du même type mais sans amidon ne peut être réduit après centrifugation qu'à un volume de boue de % seulement. On montre par l'invention que l'amidon opère un com- pactage des encres qui se présentent sous forme de flocs après la floculation. Ce phénomène est lié au procédé selon l'invention qui utilise une alimentation continue en ef- fluents de la centrifugeuse. La quantité de colle à base d'amidon que l'on ajoute avantageusement à l'effluent correspond à l'obtention d'un taux de colle à base d'amidon exprimé en matières sèches dans l'effluent compris entre 0,1 kg et 20 kg par m3 d'ef- fluent. L'invention concerne égalerrent uin dispcsitif pcur le traitement des effluents contenant des encres à i'eau. Le dispositif comprend en combinaison des moyens pour mélanger l'agent floculant, et le cas échéant les autres additifs, avec l'effluent, et une centrifugeuse industrielle du type à assiettes, disposée en aval desdits moyens pour mélanger. Selon une réalisation du dispositif, les moyens pour mélanger comprennent une cuve de floculation qui, avanta- geusement peut être équipée d'un agitateur. Dans une variante, les moyens pour mélanger l'agent floculant, et le cas échéant les autres additifs, avec l'effluent sont essentiellement la conduite d'alimentation de la centrifugeuse, l'introduction de l'agent floculant et des autres additifs s'effectuant directement dans cette canalisation qui agit alors en tant que mélangeur statique. La figure 1 représente schématiquement une réalisation du dispositif selon l'invention. Cette réalisation comprend une cuve de floculation disposée en amont de la centrifu- geuse à assiettes.- La cuve de floculation 1 est alimentée en effluents à traiter par un conduit 2. La cuve est munie d'un agitateur 3. L'agent floculant est amené par le con- duit 4. D'autres conduits, non représentés, peuvent être prévus pour l'ajout d'additifs tels un agent anti-mousse, un acide, une colle à base d'amidon. Bien entendu, tous ces produits et additifs peuvent être introduits dans l'ef- fluent à traiter en amont de la cuve de floculation. L'ef- fluent 5 contenant les flocs est envoyé à l'aide d'une pompe 6 par le conduit 7 de la centrifugeuse 8 à assiettes 9. Une centrifugeuse convenable est par exemple un sépara- teur à éjection périodique désigné encore sous l'appella- tion "séparateur à bol autodébourbeur". Dans ce type de séparateur, le bol tournant 10 présente une forme biconi- que. Dans le plan de jonction des cônes se trouvent soit un orifice circulaire soit des buses qui peuvent être ouverts ou fermés. Quand ces ouvertures sont fermées les solides 17 s'accumulent dans l'espace ménagé entre le bol 10 et les assiettes 9. Quand elles s'ouvrent, les solides sont éjectés à l'extérieur. Ce type de séparateur est commer- cialisé, par exemple, par la société WESTFALIA SEPARATOR. L'alimentatLon en effluents 5 contenant les, flocs est con- tinue et s'effectue au centre du bol par le conduit 12. Les boues s'accumulent au fur et à mesure à proximité de l'orifice circulaire 11 et l'effluent clarifié est rejeté par le conduit de sortie 13. Lorsqu'on ouvre le bol, par l'action du piston 14, les boues sont éjectées et sont évacuées par la canalisation 15. L'entrainement du bol tournant à grande vitesse s'effectue par l'arbre 16. L'ou- verture et la fermeture du bol peut être manuelle ou pro- voquée à intervalle de temps régulier ou commandée par le séparateur luimême lorsque les boues atteignent un certain - 5 - volume. L'invention s'applique au traitement de différents effluents et en particulier à des effluents des types sui- vants: eau de lavage contenant des encres pour des im- pressions en flexographie, eau de lavage d'impression en flexographie contenant de la colle à base d'amidon. Lorsque l'effluent à traiter contient d'autres agents de pollution, en particulier des produits non miscibles à l'eau tels des huiles, il peut être avantageux avant d'opérer selon le procédé de l'invention, d'effectuer d'autres traitements de séparation sur l'effluent, par exemple d'effectuer une séparation de l'huile par floren- tin. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans les exemples suivants. - EXEMPLE 1: On traite un effluent contenant des encres pour im- pression en flexographie. Cet effluent présente avant traitement une teneur en matières sèches de 27 g/l. Dans une cuve de floculation, on acidifie l'effluent à pH = 5,0 par addition d'acide sulfurique, puis on ajoute un agent floculant, à savoir une polyéthylèneimine, à raison de 1,3 kg de solution commerciale par m3. On ajoute égale- ment une huile de silicone en tant que produit anti-mousse, à raison de 125 g de solution commerciale par m3. On maintient une agitation lente pendant quelques mi- nutes pour favoriser la floculation. Puis on envoie l'ef- fluent dans une centrifugeuse fonctionnant en continu, par exemple le dispositif c-c-mmercialise par la société WEST- FALIA SEPARATOR sous l'appellation "clarificateur SA 20". L'effluent- est soumis à une accélération maximale de 7000 g, le débit de l'effluent étant de 0,75 m3/h. On obtient des boues à 90 g/1 dont le volume corres- pond environ à 25 % du volume de l'effluent initial. Les boues peuvent être incinérées. EXEMPLE 2: On traite un effluent contenant des encres solubles à l'eau pour impression en flexographie. Cet effluent pré- sente avant traitement une teneur en matières sèches de 8,7 - 6 - g/1. On opère comme dans l'exemple 1, pour tous les trai- tements préalables en ajustant les quantités au taux de matières sèches de l'effluent. On soumet l'effluent à une centrifugation, le débit de l'effluent dans la centrifu- geuse étant réglé à 2 m3/h. On obtient des boues à une teneur en matières sèches de l'ordre de 90 g/l. Le volume des boues correspond à 9 % environ du volume de l'effluent initial. EXEMPLE 3: On traite l'effluent de l'exemple 2 en ajoutant au cours de l'étape de floculation une colle à base d'amidon à raison de 2 kg de matières sèches par m3 d'effluent. On soumet ensuite l'effluent à une centrifugation comme dans l'exem- ple 2. On obtient des boues à une teneur en matières sèches de l'ordre de 220 g/l dont le volume correspond à 4 % du volume de l'effluent initial. Par rapport à l'exemple 2, on remarque que l'addition d'amidon améliore fortement le procédé de compactage des boues par centrifugation. - 7 - REVENDICATIONS 1. Procédé pour le traitement des effluents contenant des encres notamment des encres à l'eau, par séparation, en vue d'obtenir d'un côté des boues contenant les encres et de l'autre côté l'effluent clarifié, caractérisé en ce qu'on effectue une floculation de l'effluent par action d'un agent floculant suivi d'une centrifugation de l'ef- fluent en continu consistant en une accélération comprise entre 1 000 et 20 000 g tout en évitant un interface air- liquide au cours de la centrifugation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue la floculation en milieu acide. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on effectue la floculation en portant l'effluent à pH de 5 environ par addition d'un acide et en ce qu'on utilise en tant qu'agent floculant un polymère cationique choisi parmi les polyéthylèneimines modifiées ou non modifiées. 4. Procédé selon une des revendications 1 à 3, carac- térisé en ce que la floculation s'effectue sous agitation. 5. Procédé selon une des revendications 1 à 4, carac- térisé en ce qu'on ajoute un agent anti-mousse à l'effluent avant la centrifugation. 6. Procédé selon une des revendications 1 à 5, carac- térisé en ce qu'on ajoute une colle à base d'amidon à l'effluent avant la centrifugation lorsque celui-ci n'en contient pas ou très peu. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la colle à base d'amidon est ajoutée pour obtenir un taux de colle à base d'amidon exprimé en matières sèches dans l'effluent compris entre 0,1 kg et 20 kg par m3 d'ef- fluent. 8. Procédé selon une des revendications 1 à 7, carac- térisé en ce que la centrifugation consiste en une accélé- ration comprise entre 5000 et 11 000 g. 9. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il com- prend des moyens pour mélanger l'agent floculant avec l'effluent, ces moyens étant disposés juste en amont d'une centrifugeuse industrielle à assiettes. -- 8 -- 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la centrifugeuse à assiettes est un séparateur à bol autodébourbeur. 11. Dispositif selon une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que les moyens pour mélanger l'agent floculant avec l'effluent comprennent une cuve de flocu- lation équipée d'un agitateur. 12. Dispositif selon une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que les moyens pour mélanger l'agent floculant avec l'effluent sont formés essentiellement de la conduite d'alimentation en effluent de la centrifugeuse à assiettes, l'agent floculant étant introduit directement dans cette canalisation qui agit en tant que mélangeur statique. 13. Application du procédé selon une des revendica- tions 1 à 10, au traitement des effluents contenant des encres à l'eau, des papeteries, cartonneries, sacheries.