Brevet FR2862959A1 — publié le 20050603

PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRAITEMENT D'EFFLUENTS POLLUES La présente invention concerne un procédé de traitement d'effluents pollués, contenant des substances organiques dissoutes et des matières en suspension, en particulier de saumures, et notamment de saumures alimentaires à base de chlorure de sodium, et un dispositif de mise en uvre d'un tel procédé. L'utilisation de saumures dans l'industrie agroalimentaire est largement répandue pour le salage de nombreux produits, tels que viandes, poissons, et fromages. Dans le cas du salage ou saumurage par immersion dans une saumure, les industriels sont confrontés aux problèmes de salissure de la saumure et de son remplacement régulier. En effet, après utilisation, la saumure est polluée par des substances organiques dissoutes provenant du produit traité, principalement des protéines, et diverses matières ou particules en suspension, notamment des graisses. Au fur et à mesure de son utilisation, les temps de saumurage doivent être prolongés pour arriver au résultat attendu. La saumure polluée est parfois réutilisée dans un autre cycle de saumurage, après un simple traitement de type dégrillage et/ou filtration. Toutefois, ces traitements ne permettent pas d'éliminer efficacement les matières organiques, en particulier les matières organiques dissoutes, et ne donnent en outre aucune garantie sur la qualité bactériologique de la saumure. Le recyclage de la saumure reste donc limité et son remplacement régulier représente un coût non négligeable. Par ailleurs, l'élimination des saumures polluées représente un coût de traitement important, en raison de la forte teneur en chlorure et des quantités importantes de matières organiques. Le but de la présente invention est de proposer un procédé de traitement d'effluents pollués, notamment de saumures, contenant des substances organiques dissoutes et des matières en suspension, pour permettre leur recyclage et, en particulier, pour diminuer les coûts de production de produits saumurés. Dans ce but, la présente invention propose un procédé de traitement d'effluents pollués contenant des substances organiques dissoutes et des matières en suspension, en particulier de saumures, et plus particulièrement de saumures alimentaires à base de chlorure de sodium, caractérisé par le fait qu'il comprend a) une étape d'acidification de l'effluent pollué à traiter, par ajout d'un acide, pour précipiter les substances organiques dissoutes, en particulier les protéines dans le cas de saumures, b) une étape d'agitation vigoureuse de l'effluent acidifié, c) une étape de séparation physique de l'effluent acidifié issu de l'étape d'agitation b), au cours de laquelle les matières en suspension remontent en surface pour former un floculat, et d) une étape de récupération de l'effluent dépollué et acidifié issu de l'étape c). De manière surprenante, il a été constaté qu'en acidifiant l'effluent pollué, et en le soumettant à une agitation vigoureuse, on obtenait après l'étape de séparation physique un effluent limpide, sensiblement débarrassé de substances organiques dissoutes et de matières en suspension. Par ailleurs, les effluents pollués à traiter, plus particulièrement les saumures, peuvent en outre être contaminées par des germes. De manière avantageuse, l'acidification de l'effluent selon l'invention permet d'éliminer efficacement les germes éventuellement présents dans l'effluent à traiter. L'étape d'acidification engendre une précipitation des substances organiques dissoutes, et plus particulièrement des protéines dissoutes dans le cas du traitement de saumures alimentaires polluées. En effet, l'ajout d'acide diminue la solubilité des protéines en les rapprochant de leur pH isoélectrique (pHi). Les protéines précipitent et donnent à la saumure un aspect blanchâtre. Cet ajout d'acide permet en outre de détruire les éventuels germes présents dans la saumure. La saumure à traiter sera de préférence acidifiée à un pH inférieur ou égal à 3, de préférence à un pH compris entre 2 et 3, par exemple compris entre 2,2-2,5. Sans vouloir être lié par une quelconque théorie, il semble que l'étape d'agitation vigoureuse permet de réorganiser les différents constituants de l'effluent acidifié, à savoir les matières solides en suspension et la phase liquide, et/ou d'incorporer des bulles de gaz de manière à obtenir une dispersion de bulles dans l'effluent. A l'issue de cette étape d'agitation, l'effluent se présente sous la forme d'un liquide blanchâtre. Bien entendu, cette étape d'agitation assure en outre un mélange homogène de l'acide dans l'effluent et permet d'optimiser l'action de l'acide. L'ajout de l'acide peut se faire avant ou pendant cette étape d'agitation. L'agitation peut être effectuée simplement en présence d'air, de sorte que, dans l'hypothèse d'une incorporation de gaz, on obtient une dispersion de bulles d'air dans l'effluent. Lors de l'étape de séparation physique, les matières solides en suspension, comprenant les substances organiques ayant précipités lors de l'acidification et les matières organiques initialement présentes, remontent à la surface et on obtient un effluent sensiblement limpide. Sans être lié par une quelconque théorie, il semble que la réorganisation des différents constituants de l'effluent lors de l'étape d'agitation et/ou la présence de bulles favorisent la séparation et l'ascension des matières solides en suspension. Cette étape de séparation physique peut consister en une décantation, une flottation ou en une centrifugation. Après l'étape de séparation physique, l'effluent acidifié et dépollué est récupéré. Le procédé comprend avantageusement une étape de neutralisation de l'effluent récupéré à l'étape de séparation physique, par ajout d'une base pour obtenir un effluent traité, éventuellement réutilisable. Cet ajout d'une base est réalisé, de préférence sous agitation, jusqu'à l'obtention d'un effluent ayant un pH sensiblement neutre, de l'ordre de 6,5 à 7,5. L'effluent obtenu après cette étape de neutralisation peut être rejeté, sans danger pour l'environnement, ou être réutilisé. Le procédé de traitement selon l'invention est particulièrement approprié pour l'épuration de saumures en vue de leur-réutilisation, mais peut bien entendu être utilisé pour traiter tous types d'effluents contenant des substances organiques dissoutes et des matières en suspension, dans le but de supprimer ou réduire fortement lesdites substances et, notamment avant leur rejet. Dans le cas du traitement de saumures alimentaires, l'étape d'acidification est avantageusement réalisée par ajout d'acide chlorhydrique. L'étape de neutralisation pourra alors être réalisée par ajout de soude. Ainsi, l'étape de neutralisation de l'acide chlorhydrique par la soude conduit à la formation de chlorure de sodium et participe à l'augmentation de la concentration en sel ou salinité de la saumure. Les saumures récupérées après l'étape de séparation physique pourront être stockées et être neutralisées ultérieurement au fur et à mesure de leur réutilisation. Ce stockage des saumures sous forme acide garantit une meilleure conservation, notamment vis-à-vis des germes. Avantageusement, le procédé comprend une étape d'ajout d'un sel, de nature identique à celui de la saumure à traiter, à la saumure traitée issue de l'étape de neutralisation, pour obtenir une saumure dite régénérée présentant une concentration en sel déterminée, adaptée à une utilisation dans, un traitement de saumurage particulier. Le sel est rajouté sous forme solide ou sous forme d'une solution aqueuse. En pratique les saumures alimentaires sont souvent utilisées en solution saturée, présentant une concentration en sel proche de 350g/l. Ainsi, cette étape consistera souvent en un ajout de sel solide. Selon une autre particularité, le procédé comprend, préalablement à l'étape de séparation physique, de préférence préalablement à l'étape une étape d'ajout d'un sel, de nature à celui de la saumure à traiter, pour la densité de la saumure à traiter, et ainsi l'ascension des matières en suspension. En a été constaté que plus la saumure à traiter la séparation des matières solides en de l'étape de séparation physique est rapide et efficace quantitativement Cette étape d'ajout de sel peut être effectuée de manière systématique pour obtenir une saumure saturée. A l'issue de l'étape de séparation physique, l'effluent est sensiblement limpide. Toutefois, en fonction de sa provenance, il peut subsister quelques traces de matières organiques dissoutes, notamment dans le cas de saumure provenant d'une unité de saumurage de poissons. Ainsi, l'effluent peut être légèrement teinté et/ou peut dégager une très légère odeur. Il peut alors être prévu une étape de mise en contact de la saumure dépolluée et acidifiée avec un adsorbant, tel que du charbon actif, de façon à obtenir une saumure parfaitement incolore et/ou inodore. Cette mise en contact. peut être effectuée par un passage rapide sur du charbon actif, avant l'étape de neutralisation. 15 d'acidification, identique augmenter favoriser effet, il est dense, plus suspension lors La présente invention dispositif de mise en oeuvre dessus, qui se caractérise par une cuve de mélange comprenant aptes à agiterÉ vigoureusement moyens d'ajout d'acide pour l'acidification de l'effluent pollué introduit dans la cuve de mélange, une cuve de séparation connectée à la cuve de mélange pour recevoir l'effluent acidifié provenant de la cuve de mélange et permettre sa séparation en un effluent dépollué et un floculat de matières solides, une cuve de neutralisation connectée à la cuve de séparation pour recevoir l'effluent acidifié et dépollué, et des moyens d'ajout de base pour neutraliser l'effluent acidifié et dépollué. Avantageusement, dans le cas d'une utilisation du dispositif pour le traitement de saumures polluées, le dispositif comprend des moyens d'ajout de sel propre pour ajouter du sel propre dans la saumure présente dans la cuve de mélange et/ou la cuve de neutralisation. Selon un mode de réalisation, le dispositif est relié directement à une unité de traitement de type saumurage, les saumures polluées étant amenées dans la cuve de mélange depuis l'unité de traitement, et les saumures traitées étant renvoyées depuis la cuve de neutralisation vers ladite unité de traitement, le dispositif comprenant éventuellement une cuve de stockage intercalée entre l'unité de traitement et la cuve de mélange et/ou la cuve de neutralisation. propose en outre un du procédé décrit ci-le fait qu'il comprend des moyens d'agitation l'effluent pollué, des Avantageusement, le dispositif comprend un système de commande apte à commander automatiquement les moyens d'ajout d'acide et les moyens d'ajout de base, ainsi que des moyens de transfert entre les différentes cuves en fonction des signaux de sortie de capteurs présents dans les cuves, tels que des capteurs de pH, des capteurs de densité et des capteurs de niveau. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation particulier actuellement préféré de l'invention, en référence au dessin schématique annexé. Sur ce dessin, la figure unique représente schématiquement un dispositif de traitement de saumures selon l'invention. La figure unique montre un dispositif de traitement de saumures polluées, désigné de manière générale par la référence 1, qui fonctionne selon le procédé de traitement d'effluents de la présente invention. Le dispositif est destiné en particulier à régénérer des saumures polluées issues d'une unité de salage par immersion. Le dispositif 1 comprend une première cuve de stockage 11, une cuve de mélange 12, une cuve de séparation 13, une cuve de neutralisation 14 et une deuxième cuve de stockage 15. La première cuve de stockage 11 est destinée à recevoir les saumures à traiter provenant d'une unité de traitement 7, telle que par exemple une unité de salage: par immersion de viandes, de poissons, ou de fromages par exemple. Une conduite 21, sur laquelle est située une pompe de transfert 31, relie la première cuve de stockage 11 à la cuve de mélange 12. La cuve de mélange est en outre reliée, par une conduite 22 munie d'une pompe doseuse 41 à un réservoir d'acide chlorhydrique 16. Une conduite 23 munie d'une pompe de transfert 32 assure le transfert de la saumure de la cuve de mélange 12 à la cuve de séparation 13. Une autre conduite 24 munie d'une pompe de transfert 33 assure le transfert de la saumure de la cuve de séparation 13 à la cuve de neutralisation 14. La cuve de séparation est connectée en outre à une conduite inférieure d'évacuation 25 pour le retrait du floculat de matières solides 50, tel que décrit ci-après. Par ailleurs, un réservoir de soude 17 est relié à la cuve de neutralisation 14, au moyen d'une conduite 26 munie d'une pompe doseuse 42. Un réservoir de sel propre 18 est relié à la cuve de neutralisation 14 au moyen d'une conduite 27 munie d'un doseur 43. Enfin, une conduite 28 munie d'une pompe de transfert 34 assure le transfert de la saumure de la cuve de neutralisation à la deuxième cuve de stockage 15 destinée à recevoir la saumure régénérée. Le dispositif selon l'invention est avantageusement intégré à l'unité de traitement 7. Les saumures polluées de l'unité de traitement 7 sont amenées par une conduite 71, munie d'une pompe de transfert 35, dans la première cuve de stockage et les saumures régénérées stockées dans la deuxième cuve de stockage 15 sont renvoyées vers l'unité de traitement par une conduite 72 munie d'une pompe de transfert 36 pour être réutilisées. Le dispositif 1 comprend en outre un système de commande 60 auquel sont connectées les pompes de transfert 31 à 36, les pompes doseuse 41 et 42, et le doseur 43 précités, pour permettre un fonctionnement en automatique du dispositif de traitement. Le système de commande comprend un capteur de niveau dans la première cuve de stockage 11 dont le signal 61 sert à commander la pompe 35 entre l'unité de traitement et la première cuve de stockage, un capteur de niveau et un capteur de pH dans la cuve de mélange 12, dont les signaux 62, 63 servent à commander respectivement la pompe de transfert 31 entre la première cuve de stockage et la cuve de mélange et la pompe doseuse 41 pour l'ajout d'acide, et un capteur de pH et un capteur de densité dans la cuve de neutralisation dont les signaux 64, 65 servent à commander respectivement la pompe doseuse 42 pour l'ajout de soude et le doseur 43 pour l'ajout de sel propre. Le fonctionnement du dispositif de traitement va 20 à présent être décrit. Les saumures polluées sont transférées depuis l'unité de traitement 7 dans la première cuve de stockage 11 par la pompe 35. Les saumures à traiter ont une concentration en sel pouvant aller jusqu'à la saturation, de l'ordre 350g/l, des saumures ayant une concentration de 150 g/l, ou moins pourront bien entendu être traitées. En fonction de leur utilisation dans l'unité de traitement et de l'eau utilisée pour leur fabrication, le pH des saumures varie généralement entre 6 et 7. La température des saumures dans.. les différentes étapes du procédé de traitement selon l'invention n'est pas critique. La température des saumures à traiter variera en fonction de la température extérieure, d'environ 0 C à 25 C. La saumure polluée est transférée dans la cuve de mélange 12 par la pompe 31. Dans la cuve de mélange, la saumure est soumise à une agitation vigoureuse, sur une période de 30 secondes à 10 minutes, de préférence de 1 à 2 minutes, et son pH est ajusté par ajout d'acide chlorhydrique, au moyen de la pompe doseuse 41, à une valeur comprise entre 2 et 3. L'ajout d'acide est de préférence effectué au commencement de l'agitation de manière à assurer un mélange homogène de l'acide et une mesure correcte de pH pour le contrôle de la quantité d'acide à ajouter par l'unité de commande. Cette diminution du pH a pour effet de faire précipiter les protéines dissoutes dans la saumure et d'éliminer les éventuels germes. La cuve comprend des moyens d'agitations aptes à permettre la création d'un vortex. A l'issue de cette étape d'agitation, la saumure est acidifiée et se présente sous la forme d'un liquide blanchâtre. La saumure acidifiée est transférée par la pompe 32 dans la cuve de séparation 13 où elle est maintenue au repos, pendant au moins 30 minutes, de préférence pendant une période de 1 à 2 heures, jusqu'à l'obtention d'une saumure sensiblement limpide et d'un floculat de matières solides en surface. Lors de cette étape de séparation physique, les matières solides en suspension, dont les protéines ayant précipités lors de l'acidification, remontent à la surface en formant peu à peu un floculat. L'élimination des germes se poursuit pendant l'étape de séparation physique, jusqu'à sa neutralisation. Ensuite, la saumure est soutirée de la cuve de séparation 13 au moyen de la pompe de transfert 33 vers la cuve de neutralisation 14. Le retrait de la saumure est suivi du retrait du floculat solide 50 par la conduite inférieure d'évacuation 25. Avantageusement, il est prévu des moyens de lavage pour le lavage à l'eau claire de la cuve de mélange après le retrait de la saumure et du floculat. Dans la cuve de neutralisation, le pH de la saumure est ajusté à environ 6-7 unités, par ajout de soude depuis le réservoir 17 au moyen de la pompe doseuse 42 commandée par le système de commande 60 en fonction du signal de sortie 66 du capteur de pH positionné dans ledit réservoir 17. La cuve de neutralisation sera avantageusement munie d'un système d'agitation pour assurer un mélange homogène de la soude à la saumure, de sorte que la mesure de pH, utilisée par le système de commande pour commander la quantité de soude à ajouter, soit correcte. Le chlorure de sodium formé lors de cette étape de neutralisation de l'acide par la soude a pour effet d'augmenter la concentration de la saumure. La concentration de la saumure est ensuite ajustée, en fonction de l'utilisation future de la saumure régénérée, par ajout de sel propre, sous agitation, depuis le réservoir 18. Le sel propre peut être ajouté sous la forme d'une solution ou sous forme solide au moyen du doseur 43. Cet ajout de sel propre est commandé par le système de commande en se basant sur la mesure de densité de la saumure. La saumure régénérée est ensuite transférée dans la deuxième cuve de stockage 15, d'où elle peut être 5 réintroduite dans l'unité de traitement 7 au moyen de la pompe 36. Selon un exemple de réalisation, le dispositif comprend une cuve de mélange de 60 litres, équipée d'un dispositif d'agitation vendu sous la dénomination commerciale Ultraturax, qui comporte des lames ou couteaux rectangulaires d'agitation disposés dans une cage métallique. La cuve de mélange est connectée à un réservoir d'acide chlorhydrique à 32%. L'acidification est réalisée en ajoutant 15 ml de la solution d'acide chlorhydrique pour 2 litres de saumure à traiter. L'agitation est maintenue 1 à 2 minutes, à 1500-2000 tr/min, par exemple de l'ordre de 1800 tr/min. La saumure acidifiée est ensuite maintenue au repos dans une cuve de séparation de 300 litres pendant 1 heure. Plusieurs lots de saumure acidifiée provenant de la cuve de mélange pourront être transférés successivement dans la cuve de séparation. L'étape de neutralisation est réalisée dans une cuve de neutralisation de 500 litres avec une solution de soude à 33%, et l'ajustement de la salinité est réalisé par du sel solide. Dans une variante de réalisation, le dispositif comprend un bac 19, rempli de charbon actif, intercalé entre la cuve de séparation 13 et la cuve de neutralisation 14. L'entrée du bac 19 est connectée à la cuve de séparation par une conduite 28a et sa sortie est connectée à la cuve de neutralisation par une conduite 28b munie d'une pompe de transfert 33'. Lors de son transfert vers la cuve de neutralisation, la saumure acidifiée et dépolluée passe à travers le bac de charbon actif. Ce bref passage sur charbon actif permet d'adsorber les éventuelles traces de protéines restantes et traces de molécules odorantes. En raison de la basicité du charbon actif, le pH de la saumure est augmenté de 1 à 2 unités avant son entrée dans la cuve de neutralisation. Par ailleurs, le dispositif de traitement peut comprendre un réservoir de sel propre 18', connecté à la cuve de mélange par une conduite 29, pour ajuster la densité de la saumure à traiter. Le système de commande 60 comprend alors un capteur de densité dans la cuve de mélange 12 dont le signal 66 est utilisé pour contrôler l'ajout de sel propre en fonction de la densité recherchée. Le sel propre peut être ajouté de préférence sous forme solide ou éventuellement sous la forme d'une solution au moyen d'un doseur 44. Tel que décrit précédemment, le dispositif de traitement selon l'invention peut être utilisé pour la purification et la régénération de saumures provenant d'unité de salage par immersion, une même saumure pouvant être régénérée plusieurs fois par le dispositif. Le procédé de traitement se révèle particulièrement efficace pour éliminer ou réduire considérablement les substances organiques dissoutes et les diverses matières en suspension, et garantit en outre la qualité bactériologique des saumures..,. Il permet de traiter les saumures de manière simple et fiable, et à un coût relativement faible. Le dispositif selon l'invention peut bien entendu être utilisé pour traiter tous types de saumures, de diverses concentrations. Le dispositif peut par exemple être utilisé dans le cadre du traitement de sel solide pollué lors de diverses opérations de salage. Le sel solide pollué est alors dissout dans de l'eau pour former une saumure qui sera traitée par le dispositif de traitement selon l'invention. La saumure traitée peut ensuite être soumise à un traitement thermique pour former du sel solide régénéré. Le dispositif selon l'invention peut également être utilisé pour le traitement de divers effluents, notamment des eaux polluées avant leur rejet. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement d'effluents pollués contenant des substances organiques dissoutes et des matières en suspension, en particulier de saumures, caractérisé par le fait qu'il comprend a) une étape d'acidification de l'effluent pollué à traiter, par ajout d'un acide pour précipiter les substances organiques dissoutes, b) une étape d'agitation vigoureuse de l'effluent acidifié, c) une étape de séparation physique de l'effluent issu de l'étape d'agitation b), au cours de laquelle les matières en suspension remontent en surface pour former un floculat, et d) une étape de récupération de l'effluent dépollué et acidifié de l'étape c). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une étape e) de neutralisation de l'effluent récupéré à l'étape d) par ajout d'une base pour obtenir un effluent traité, éventuellement réutilisable. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'étape a) consiste à acidifier l'effluent à traiter à un pH inférieur ou égal à 3. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'étape a) est réalisée par ajout d'acide chlorhydrique. 5. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que l'étape e) est réalisée par ajout de soude. 6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, pour le traitement de saumures polluées, caractérisé par le fait qu'il comprend une étape d'ajout d'un sel, de nature identique à celui de la saumure à traiter, à la saumure traitée issue de l'étape e) pour obtenir une saumure régénérée présentant une concentration en sel déterminée. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, pour le traitement de saumures polluées, caractérisé par le fait qu'il comprend, préalablement à l'étape de séparation physique une étape d'ajout d'un sel, de nature identique à celui de la saumure à traiter, pour augmenter la densité de la saumure à traiter. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comprend une étape de mise en contact de l'effluent dépollué et acidifié issu de l'étape d) avec un adsorbant. 9. Dispositif de traitement d'effluents pollués pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il comprend - une cuve de mélange (12) comprenant des moyens d'agitation aptes à agiter vigoureusement l'effluent pollué, - des moyens d'ajout d'acide (16, 22, 41) pour l'acidification de l'effluent pollué introduit dans la 30 cuve de mélange, - une cuve de séparation (13) connectée à la cuve de mélange pour recevoir l'effluent acidifié provenant de la cuve de mélange et permettre sa séparation en un effluent dépollué et un floculat de matières solides, - une cuvé de neutralisation (14) connectée à la cuve de séparation pour recevoir l'effluent acidifié et dépollué, et - des moyens d'ajout de base (17, 26, 42) pour neutraliser l'effluent acidifié et dépollué. 10. Dispositif selon la revendication 9, pour le traitement de saumures polluées, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens d'ajout de sel propre (18, 27, 43, 18', 29, 44) pour ajouter du sel propre dans la saumure présente dans la cuve de mélange (12) et/ou la cuve de neutralisation (14). 11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé par le fait qu'il comprend un système de commande (60) apte à commander les moyens d'ajout d'acide {41) et les moyens d'ajout de base (42), ainsi que des moyens de transfert (31-34) entre les différentes cuves (11-15) en fonction des signaux de sortie de capteurs présents dans les cuves.