Brevet FR2818967A1 — publié le 20020705

L'invention est relative à un dispositif de recyclage des eaux chargées en saumure et polluants organiques qui trouvera son application notamment dans les installations de teinture et autres industries chimiques. Dans de nombreux processus de fabrication, on rencontre l'utilisation de sels conjointement à d'autres produits chimiques dissous dans l'eau pour effectuer des traitements chimiques. La principale application est la teinture des textiles pour laquelle l'invention a été plus particulièrement développée mais il existe de nombreux autres domaines où l'on rencontre des mélanges de produits minéraux et organiques dissous dans l'eau qu'il faut recycler ou traiter en vue de leur élimination. Aussi l'invention verra son champs d'application largement ouvert aux industries confrontées aux problèmes de recyclage ou de traitement des eaux chargées en sels minéraux et autres polluants organiques. Actuellement, dans les installations de teinture on distingue les eaux claires et les eaux sales qui sont issues des différents stades de fabrication. Les eaux claires peuvent éventuellement être réutilisées telles quelles. Par contre, les eaux sales doivent être traitées ou recyclées. Pour cela les eaux sont dirigées vers un système de traitement d'eau par évaporation qui permet de séparer l'eau des divers polluants. Aucune distinction n'est faite entre ces différents polluants qui se composent de sels et de matières organiques. Les boues résiduelles provenant de l'évaporateur sont récupérées par des centres spécialisés qui se chargent de les éliminer. Le coût de cette opération est très élevé car le prix est basé sur le poids des boues à éliminer mais aussi sur la teneur en sels tels que le chlore ou le soufre sous toutes leurs formes. Si les produits organiques présents dans les eaux sales constituent une véritable nuisance car ils ne sont pas réutilisables, par contre les sels minéraux pourraient parfaitement être réutilisés. Le but principal de la présente invention est de proposer un dispositif de recyclage des eaux chargées en saumure et produits organiques avec lequel on récupère les sels minéraux avant le traitement classique de recyclage. Il en découle de nombreux avantages notamment sur le plan économique. En effet, la saumure est réutilisable dans le procédé de teinture d'où une moindre consommation, ensuite les boues récupérées après évaporation sont libérées de la majeure partie des sels et leur quantité étant réduite, les frais d'enlèvement sont d'autant plus faibles. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif. Le dispositif de recyclage des eaux chargées en saumure et polluants organiques qui trouvera notamment son application dans les installations de teinture, comprend un circuit classique de traitement des eaux sales, par exemple par évaporation avec récupération des boues résiduelles, il est caractérisé par le fait qu'il possède un circuit auxiliaire de traitement des eaux fortement chargées par nanofiltration pour récupérer les sels et réinjecter les résidus concentrés en matières organiques dans le circuit de traitement classique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée d'un dessin en annexe : -La figure 1 qui schématise le fonctionnement du dispositif de l'invention dans une installation de teinture. L'invention concerne un dispositif de recyclage des eaux chargées en saumure et polluants organiques qui trouvera son application dans l'industrie chimique en particulier les teintureries textiles. De nombreux traitements chimiques font appel à l'utilisation de sels minéraux et autres produits organiques qui se retrouvent comme rejets industriels qu'il faut traiter. C'est précisément ce créneau que vise la présente invention. Dans l'exemple retenu pour la description, le choix s'est porté sur une installation de teinture textile où précisément des essais ont été réalisés, toutefois l'invention pourra facilement s'adapter à bien d'autres domaines d'activité. Dans le cas de la teinture, surtout en colorants réactifs, tous les traitements chimiques se font avec une eau fortement additionnée de sels minéraux et par conséquent après le cycle de teinture, il faut traiter les rejets composés des résidus de colorants généralement des composés organiques, des sels minéraux, le tout dissout ou en suspension dans les eaux sales de rejet. Actuellement, les installations de recyclage se chargent de récupérer l'eau en procédant par évaporation et les boues résiduelles formées de la saumure et des composés organiques sont éliminées par des organismes spécialisés. Le coût du recyclage est élevé car la taxation est calculée sur le poids des boues à éliminer, de plus le prix d'élimination augmente fortement avec la teneur en sel, en particulier dans les filières d'incinération. Il est d'autant plus regrettable de devoir éliminer la saumure qu'elle n'a pas été transformée chimiquement durant le traitement alors qu'elle est simplement dissoute dans les eaux sales et qu'elle constitue une part très importante des matières sèches contenues dans les boues. Le but de la présente invention consiste à récupérer les sels après traitement pour les réutiliser dans d'autres traitements de teinture, cela représente une première économie et un gain considérable sur le plan écologique car le volume des boues est notablement réduit. La figure 1 représente une installation de teinture qui sert d'exemple d'application de la présente invention. On distingue le procédé de teinture (1) avec ses diverses sources d'alimentation en eau propre ou en eau traitée à recycler (2), eau recyclée sans traitement (3) et en sel neuf ou en saumure neuve (4). Il s'agit là d'une installation conventionnelle. L'eau recyclée sans traitement (3) sert et provient des eaux claires (5) issues des dernières opérations de rinçage qui ne sont que très peu polluantes et permettent de récupérer directement les eaux sans traitement intermédiaire. Les eaux propres (2) proviennent d'une source extérieure (6) telle que forage, eau de pluie ou autres. Les eaux sales (7) provenant des opérations de teinture suivent un traitement de recyclage classique c'est à dire qu'après un stockage intermédiaire (8), elles sont dirigées vers un dispositif de purification des eaux sales, généralement il s'agit d'un évaporateur (9) avec retour de l'eau purifiée (10) vers la source d'eau propre (2). Les boues résiduelles sont dirigées vers un réservoir de stockage (11). L'installation telle que décrite précédemment correspond à une installation classique où les boues résiduelles sont formées non seulement des polluants organiques mais également de la saumure. Selon l'invention, on incorpore dans l'installation précédente un dispositif de recyclage des eaux chargées de saumure qui se présente comme un circuit supplémentaire (12) dans lequel on rejette les eaux fortement chargées : il s'agit des eaux provenant du traitement de teinture proprement dit et du premier rinçage. Les autres rejets moins chargés sont dirigés comme auparavant dans le circuit d'eau sale (7) vers l'évaporateur (9). Les eaux fortement chargés (12) après stockage intermédiaire (13) sont filtrées par nanofiltration, filtration tangentielle (14). En utilisant une membrane adaptée, il est possible de séparer les sels sous forme de saumure épurée (15) des rétentats qui contiennent l'essentiel des matières organiques avec peu de sel résiduel (16) et qui sont réintroduits dans le circuit de traitement des eaux sales (7). Les saumures récupérées (15) après stockage intermédiaire sont éventuellement concentrées dans un compartiment séparé de l'évaporateur (9). La saumure concentrée (17) ainsi recyclée est stockée (18) pour pouvoir être réintroduite dans une opération de teinture ultérieure d'où une économie sensible car seules les pertes doivent être compensées. De plus, les boues (11) ne sont composées que de résidus organiques dans lesquels il ne reste que peu de sel, ces derniers ne présentant plus aucun intérêt industriel. Les frais d'élimination sont réduits au strict minimum. Dans le cas d'une teinture avec colorants réactifs, les eaux sales (7) représentent environ 95% des eaux usées alors que les 5% restant forment les eaux chargées (12) avec une teneur d'environ 30 à 100 gll de sels. La nanofiltration (14) permet de séparer les saumures épurées (15) de la plus grosse partie des polluants organiques contenus dans les rétentats (16) dans une proportion de 90/10. Les rétentats contiennent 13% des sels et 90% des polluants organiques contre 87% de sels qui sont extraits dans le circuit (15) de récupération. Le taux de récupération des saumures est donc très intéressant économiquement et l'on voit que le dispositif de recyclage de l'invention peut facilement se greffer sur une installation existante. D'autres mises en oeuvre de la présente invention auraient pu parfaitement être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle ci. REVENDICATIONS 1-Dispositif de recyclage des eaux chargées en saumure et polluants organiques qui trouvera son application dans l'industrie chimique notamment les installations de teinture textile, qui comprend un circuit (7) classique de traitement des eaux sales par exemple avec évaporateur (9) et récupération des boues résiduelles (11) caractérisé par le fait qu'il possède un circuit auxiliaire (12) de traitement des eaux fortement chargées par nanofiltration, filtration tangentielle (14) afin de récupérer les sels (15) et en ne rejetant que les rétentats (16) qui sont réinjectés dans le circuit (7) de traitement classique. 2-Dispositif de recyclage des eaux chargées en saumure et polluants organiques selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les sels (15) issus de la nanofiltration (14) sont concentrés dans un compartiment séparé de l'évaporateur (9). 3-Dispositif de recyclage des eaux chargées en saumure et polluants organiques selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les sels récupérés (15) sont stockés (18) pour être réutilisés dans des traitements ultérieurs.