Technique Description

Écorçage à sec Écorçage à sec des grumes dans des tambours écorceurs à sec (seul le lavage des grumes nécessite de l'eau, qui est ensuite recyclée en quasi-totalité à l'exception d'un volume minimal évacué vers l'unité d'épuration des eaux usées).

Blanchiment sans aucun composé chloré (TEC/TCF) Dans le cas du blanchiment TEC (TCF), aucun agent de blanchiment chloré n'est utilisé et l'on évite donc totalement les émissions de substances organiques et organochlorées.

Blanchiment moderne sans chlore élémentaire (SCE) Le blanchiment moderne SCE réduit la consommation de dioxyde de chlore en mettant en œuvre un ou plusieurs des stades de blanchiment suivants: phase de traitement à l'oxygène et d'hydrolyse acide à chaud, phase de traitement à l'ozone à concentrations moyenne et haute, phases de traitement au peroxyde d'hydrogène à la pression atmosphérique et au peroxyde d'hydrogène sous pression, ou bien une phase de traitement au dioxyde de chlore à chaud.

Délignification poussée La délignification poussée par a) cuisson modifiée ou b) délignification à l'oxygène améliore le degré de délignification de la pâte (abaissement de l'indice kappa) avant le blanchiment, ce qui réduit le recours aux agents chimiques de blanchiment ainsi que la charge organique (DCO) des effluents. L'abaissement de l'indice kappa d'une unité avant le blanchiment peut réduire d'environ 2 kg/tSA la DCO de la pâte envoyée dans l'unité de blanchiment. La lignine éliminée peut être récupérée et acheminée vers le système de récupération des produits chimiques et de l'énergie.

a) Cuisson poussée modifiée La cuisson poussée (système discontinu ou continu) comporte des périodes de cuisson plus longues dans des conditions optimisées (par exemple la concentration d'alcali dans la liqueur de cuisson est adaptée de façon à être la plus faible au début de la cuisson et la plus élevée à la fin), afin d'extraire la plus grande quantité possible de lignine avant le blanchiment sans dégradation trop importante des glucides ni perte excessive de résistance de la pâte. Il est ainsi possible d'utiliser moins de produits chimiques dans les phases suivantes de blanchiment et de réduire la charge organique des effluents de l'unité de blanchiment.

b) Délignification à l'oxygène La délignification à l'oxygène est une solution qui permet d'éliminer une part importante de la lignine subsistant après la cuisson, lorsque l'unité de cuisson exige des pâtes à indice kappa plus élevé. La pâte réagit avec l'oxygène, en milieu alcalin, pour éliminer une partie de la lignine résiduelle.

Épuration et lavage efficaces de la pâte écrue en circuit fermé L'épuration de la pâte écrue est réalisée au moyen de tamis à dépression dans le cadre d'un cycle à plusieurs étapes en circuit fermé. Les impuretés et bûchettes sont donc éliminées à un stade précoce du processus. Le lavage de la pâte écrue sépare les produits chimiques organiques ou inorganiques dissous des fibres de pâte. La pâte écrue peut être lavée dans un premier temps dans le lessiveur, puis dans des laveurs à haut rendement avant et après la délignification à l'oxygène, c'est-à-dire avant le blanchiment. L'entraînement de matières, la consommation de produits chimiques lors du blanchiment et la charge polluante des effluents s'en trouvent tous réduits. En outre, cela permet de récupérer les agents chimiques de cuisson dans les eaux de lavage. Un lavage efficace multiétages et à contre-courant est réalisé au moyen de filtres et de presses. Le circuit d'eau de l'unité d'épuration de la pâte écrue est totalement fermé.

Recyclage partiel de l'eau de procédé dans l'unité de blanchiment Les filtrats acides et alcalins sont recyclés dans l'unité de blanchiment, à contre-courant par rapport au flux de pâte. L'eau est éliminée par purge et redirigée vers l'unité d'épuration des eaux usées ou, dans quelques cas, vers une unité de lavage post-traitement à l'oxygène. Des laveurs efficaces sont indispensables dans les étapes intermédiaires de lavage pour garantir de faibles niveaux d'émission. Dans les usines à haute efficacité (kraft), le flux d'effluents de l'unité de blanchiment est de l'ordre de 12 à 25 m3/tSA.

Surveillance effective des déversements et rétention, également avec récupération des produits chimiques et de l'énergie Un système efficace, empêchant les rejets accidentels de fortes charges organiques et parfois toxiques ou les pics de pH (vers l'installation secondaire de traitement des effluents) consiste à: — surveiller la conductivité ou le pH à des endroits stratégiques, afin de détecter les pertes et les déversements accidentels, — collecter la liqueur déroutée ou déversée lorsque sa teneur en solides est la plus élevée possible, — réintroduire la liqueur et les fibres collectées dans le procédé aux endroits appropriés, — empêcher les déversements de flux concentrés ou nocifs provenant de zones de procédés critiques (notamment tallol et térébenthine) de pénétrer dans le circuit de traitement biologique des effluents, — prévoir des réservoirs tampons dûment dimensionnés pour la collecte et le stockage des liqueurs de cuisson toxiques ou concentrées.

Maintien d'une capacité suffisante de l'unité d'évaporation de la liqueur noire et de la chaudière de récupération, afin de faire face aux charges de pointe Une capacité suffisante de l'unité d'évaporation de la liqueur noire et de la chaudière de récupération garantit que les charges additionnelles de liqueurs et de matières solides sèches résultant de la collecte des déversements ou des effluents de l'unité de blanchiment pourront être traitées. Cela réduit les pertes de liqueur noire faible, d'autres effluents de procédés concentrés et les éventuels filtrats de l'unité de blanchiment. L'évaporateur multieffets concentre la liqueur noire faible provenant du lavage de la pâte écrue et, dans certains cas, également la boue biologique issue de l'unité de traitement des effluents et/ou le sulfate de sodium brut produit par l'unité de production de ClO2. Une capacité d'évaporation supplémentaire par rapport au nominal permet de faire face aux imprévus en cas de déversements et de traiter d'éventuels flux de recyclage des filtrats de blanchiment.

Stripage des condensats contaminés (nauséabonds) et réutilisation des condensats dans le procédé Le stripage des condensats contaminés (nauséabonds) et leur réutilisation dans le procédé réduit la consommation d'eau fraîche de l'usine et la charge organique des effluents dirigés vers l'unité d'épuration des eaux usées. Dans une colonne de stripage, la vapeur est dirigée à contre-courant à travers les condensats de procédé préalablement filtrés qui contiennent des composés soufrés réduits, des terpènes, du méthanol et d'autres composés organiques. Les substances volatiles du condensat s'accumulent dans la vapeur en tête sous la forme de gaz non condensables et de méthanol, et sont extraites du système. Les condensats purifiés peuvent être réutilisés dans le procédé, par exemple pour le lavage dans l'unité de blanchiment, pour le lavage de la pâte écrue, dans la zone de caustification (lavage et dilution des boues, rinceurs des filtres à boues), en tant que liqueur de lavage du STR pour les fours à chaux, ou en tant qu'eau d'appoint de la liqueur blanche. Les gaz non condensables extraits des condensats les plus concentrés sont dirigés vers le système de collecte des gaz malodorants et sont incinérés. Les gaz extraits des condensats modérément contaminés sont collectés dans le système des gaz à faibles volumes et à concentration élevée, et sont incinérés.

Évaporation et incinération des effluents de l'étape d'extraction alcaline à chaud Les effluents sont d'abord concentrés par évaporation puis utilisés comme biocombustible dans une chaudière de récupération. Les poussières et le salin fondu de la chaudière de récupération sont dissous pour récupérer la solution de soude.

Remise en circulation des liquides de lavage issus du préblanchiment vers les étapes de lavage de la pâte écrue et d'évaporation, afin de réduire les émissions résultant du préblanchiment à base de MgO Les conditions requises pour pouvoir utiliser cette technique sont un indice kappa relativement faible après cuisson (14 — 16, par exemple), une capacité suffisante des réservoirs, des évaporateurs et de la chaudière de récupération pour faire face aux flux supplémentaires, la possibilité de nettoyer le matériel de lavage pour éliminer les dépôts, et un degré modéré de blancheur de la pâte (≤ 87 % ISO), étant donné que cette technique peut dans certains cas entraîner une légère perte de blancheur. Pour les fabricants de pâte marchande ou les autres fabricants qui doivent produire une pâte présentant un très haut degré de blancheur (> 87 % ISO), le pré-blanchiment au MgO peut être difficile à appliquer.

Flux à contre-courant des eaux de procédé Dans les usines intégrées, l'eau fraîche est introduite principalement par les rinceurs de la machine à papier, d'où elle est ensuite redirigée en amont vers la zone de fabrication de la pâte.

Séparation des circuits d'eau Les circuits d'eau des différentes unités de procédé (par exemple unité de fabrication de pâte, blanchiment et machine à papier) sont séparés par une étape de lavage et d'égouttage de la pâte (au moyen de presses, par exemple). Cette séparation empêche le transfert de polluants vers les étapes ultérieures du procédé et permet d'éliminer les substances gênantes dans les petits volumes.

Blanchiment (au peroxyde) à haute concentration Pour le blanchiment à haute concentration, la pâte est égouttée, par exemple au moyen d'une double toile ou d'une autre presse, avant l'adjonction des produits chimiques de blanchiment. Cela permet d'utiliser les agents chimiques de blanchiment de manière plus efficace et d'obtenir une pâte plus propre; cela réduit également le transfert de substances susceptibles de perturber le fonctionnement de la machine à papier ainsi que la DCO. Le peroxyde résiduel peut être remis en circulation et réutilisé.

Récupération des fibres et des charges et traitement des eaux blanches Les eaux blanches provenant de la machine à papier peuvent être traitées par les techniques suivantes: a) bacholles (généralement constituées de tambours ou de disques aspirants filtrants ou d'unités de flottation à l'air dissous), qui séparent les solides (fibres et charges) de l'eau de procédé. La flottation à l'air dissous dans les boucles d'eaux blanches transforme les solides, les fines, les matières colloïdales de petite taille et les substances anioniques en flocs, qui sont ensuite éliminés. Les fibres et les charges récupérées sont remises en circulation dans le procédé. Les eaux blanches clarifiées peuvent être réutilisées dans des rinceurs dont les exigences en matière de qualité de l'eau sont moins strictes; b) l'ultrafiltration supplémentaire des eaux blanches préfiltrées donne un filtrat superclair d'une qualité suffisante pour pouvoir être utilisé comme eau dans un rinceur à haute pression, comme eau d'étanchéité et pour la dilution des additifs chimiques.

Clarification des eaux blanches La quasi-totalité des systèmes de clarification de l'eau utilisés dans l'industrie papetière reposent sur la sédimentation, la filtration (filtre à disques) et la flottation. La technique la plus utilisée est celle de la flottation à l'air dissous. Les substances colloïdales et fines anioniques sont agglomérées en flocs se prêtant à un traitement physique par des additifs. Des polymères hydrosolubles à haut poids moléculaire ou des électrolytes inorganiques sont utilisés comme floculants. Les agglomérats (flocs) formés sont ensuite récupérés dans le bassin de clarification où ils flottent. Dans la flottation à l'air dissous (FAD), les matières solides en suspension se fixent sur les bulles d'air.

Remise en circulation de l'eau L'eau clarifiée est remise en circulation en tant qu'eau de procédé au sein d'une unité ou, dans les usines intégrées, depuis la machine à papier vers l'unité de mise en pâte et depuis l'unité de mise en pâte vers l'unité d'écorçage. Les effluents sont principalement rejetés à partir des points où la charge polluante est la plus forte (par exemple le filtrat clair du filtre à disques lors de la mise en pâte, écorçage).

Conception et construction optimales des réservoirs et des cuves (fabrication du papier) Les réservoirs servant au stockage de la pâte et les réservoirs d'eaux blanches sont conçus de manière à pouvoir faire face aux fluctuations des procédés et des flux également variables lors des démarrages et des mises à l'arrêt.

Phase de lavage avant le raffinage de la pâte mécanique de résineux Certaines usines prétraitent les copeaux de résineux en combinant préchauffage sous pression, forte compression et imprégnation afin d'améliorer les propriétés de la pâte. Une phase de lavage préalable au raffinage et au blanchiment réduit sensiblement la DCO en éliminant un flux d'effluents, de faible volume mais très concentré, qui peut ensuite être traité séparément.

Remplacement de NaOH par Ca(OH)2 ou Mg(OH)2 comme agent alcalin dans le blanchiment au peroxyde L'utilisation de Ca(OH)2 comme agent alcalin réduit d'environ 30 % la DCO, tout en maintenant un degré de blancheur relativement élevé. On utilise également du Mg(OH)2 pour remplacer le NaOH.

Blanchiment en circuit fermé Dans les usines de pâte au bisulfite qui utilisent du sodium comme base de cuisson, les effluents de l'unité de blanchiment peuvent être traités, par exemple par ultrafiltration, flottation et séparation des résines et des acides gras, ce qui permet de réaliser le blanchiment en circuit fermé. Les filtrats issus du blanchiment et du lavage sont réutilisés dans la première phase de lavage après cuisson et sont finalement réinjectés dans les unités de récupération des produits chimiques.

Ajustement du pH de la liqueur faible avant/à l'intérieur de l'unité d'évaporation La neutralisation est réalisée avant l'évaporation ou après la première phase d'évaporation, afin de maintenir les acides organiques dissous dans le concentré pour qu'ils puissent être envoyés, avec la liqueur résiduaire, vers la chaudière de récupération.

Traitement anaérobie des condensats issus des évaporateurs Voir point 1.7.2.2 (traitement anaérobie/aérobie combiné).

Stripage et récupération du SO2 présent dans les condensats des évaporateurs Le SO2 est extrait des condensats; les concentrés font l'objet d'un traitement biologique, tandis que le SO2 est envoyé pour récupération en tant qu'agent chimique de cuisson.

Surveillance et contrôle continu de la qualité de l'eau de procédé L'optimisation de l'ensemble du système «fibres-eau-additifs chimiques-énergie» est nécessaire pour un système performant de fermeture des circuits d'eau. Cela exige une surveillance continue de la qualité de l'eau et un personnel motivé, compétent et prêt à prendre les mesures qui s'imposent pour garantir la qualité requise de l'eau.

Prévention et élimination des biofilms au moyen de méthodes permettant de réduire le plus possible les émissions de biocides L'apport continu de micro-organismes par l'eau et les fibres entraîne l'établissement d'un équilibre microbiologique spécifique dans chaque usine de papier. Pour empêcher la prolifération des micro-organismes, les dépôts de biomasse agglomérée ou la formation de biofilms dans les circuits d'eau et les équipements, on utilise souvent des biodispersants ou des biocides. En cas de désinfection catalytique au peroxyde d'hydrogène, les biofilms et les germes libres présents dans l'eau de procédé et la pâte à papier sont éliminés sans aucun recours aux biocides.

Décalcification de l'eau de procédé par précipitation contrôlée du carbonate de calcium L'abaissement de la concentration de calcium par élimination contrôlée du carbonate de calcium (par exemple dans une cellule de flottation à l'air dissous) réduit le risque de précipitation intempestive du carbonate de calcium ou d'entartrage des circuits d'eau et des équipements, notamment dans les rouleaux, les toiles, les feutres et les buses des rinceurs, les conduites ou dans les installations de traitement biologique des effluents.