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Préparation des eaux de processus dans la galvanoplastie et le traitement de surface
Peter Demarez
Le traitement traditionnel: procédé physico-chimique
On utilise souvent une méthode physico-chimique. L’effluent est la plupart du temps neutralisé par de l’acide ou de la soude; les adjuvants, ainsi que les réactions chimiques supplémentaires peuvant éliminer les composants dangereux tels que les cyanures et l’acide chromique. On introduit par la suite des floculants qui permettent, pour leur part, d’éliminer les huiles, les graisses et les métaux lourds présents dans l’effluent. On peut rejeter à l’égout la phase claire ainsi obtenue, si toutefois elle ne dépasse pas les limites imposées par la réglementation en vigueur.
Les coûts d’investissement pour ce système de traitement sont relativement faibles. Par contre, les coûts d’exploitation liés aux produits chimiques et à la maintenance, surtout si les eaux de processus sont fluctuantes, sont élevés, notamment pour la surveillance des limites réglementaires de rejet. On doit également utiliser de l’eau de ville pour le rinçage, car on ne peut réutiliser, pour le processus, de l’eau provenant d’un traitement physico-chimique, en raison de la quantité trop importante de sels présents dans celle-ci.
Le traitement moderne: la distillation sous vide
Comme alternative au traitement physico-chimique, il existe un procédé thermique. La distillation sous vide utilise le principe de la séparation des matières en fonction des points d’ébullition. Les substances ayant un point d’ébullition élevé (comme les huiles, les graisses ou les sels métalliques) ne s’évaporent pas en même temps que l’eau et restent dans le fond.
L’eau de rinçage usée est évaporée sous vide à une température d’environ 86 °C. La vapeur générée est comprimée et chauffée à 120 °C. On réutilise cette vapeur légèrement chauffée dans la machine afin d’évaporer le reste de l’effluent. Comparée à une distillation à pression atmosphérique, la distillation sous vide permet d’économiser plus de 95 % d’énergie. Le distillat obtenu est presque exempt de métaux lourds et de sels. Les limites maximales imposées pour les métaux lourds ne seront pas atteintes. A la place de l’eau de ville, on peut réutiliser le distillat dans le processus en fonction des exigences de qualité imposées. Très facilement (échangeur d’ions pour assurer une conductivité <10 µS/cm), le distillat est approprié au recyclage.
La sécurité opérationnelle et les coûts d’exploitation
Aucune entreprise de galvanoplastie ou de traitement de surface ne souhaiterait devoir faire face aux problèmes des eaux usées. La technique des eaux de processus usées arrive en aval de la production et son traitement doit fonctionner simplement et sûrement.
Grâce au procédé physique particulier de la distillation sous vide, en termes de sécurité de fonctionnement, les métaux lourds comme les sels ne se retrouvent pas dans le distillat. Il n’y a aucun risque de dépasser les limites de rejet autorisées, par l’utilisation de floculants inadaptés ou par une mauvaise mesure du pH. Et si un recyclage du distillat est mis en place, le risque de dépassement des limites est complètement écarté.
Souvent le processus d’évaporation de l’eau est considéré comme consommateur d’énergie. Pour les anciennes générations, c’était exact. Le «Vacudest» moderne ne demande qu’entre 45 et 70 Wh par litre d’effluent (selon la taille du système). Bien que les coûts d’énergie soient encore supérieurs à ceux d’un procédé physico-chimique, il y a d’autres réductions de coûts évidents:
• Aucun coût pour les sels, la chaux, les floculants, les produits chimiques spéciaux pour l’évaporateur. Les coûts des consommables sont plus faibles.
• La réduction significative des coûts de fonctionnement, frais de maintenance et d’utilisation de l’évaporateur sont inférieurs d’au moins 70 %.
• La réduction des coûts du traitement de l’eau de ville. Le distillat peut être réutilisé dans le processus.
Prendre la décision d’investir dans un système de traitement n’est pas facile. Il y a énormément de facteurs qui entrent en ligne de compte. Le facteur «prix» n’est pas le seul élément décisif, même en ces temps de restriction budgétaire. En effet, les coûts énergétiques, les coûts d’exploitation, la facilité d’utilisation et l’affranchissement des limites règlementaires sont des facteurs primordiaux.
Conclusion
En tant que fabricant de pièces métalliques de haute qualité, la société Hailo à Haiger en Allemagne a adopté la technique de distillation «Vacudest». Différents effluents issus du traitement de surface sont traités sur place et le distillat est réutilisé dans le processus. Des facteurs tels que les coûts de fonctionnement, la fiabilité, les coûts d’exploitation et la sécurité des processus ont été des arguments pour le choix de la technologie de traitement à utiliser. Cet utilisateur le confirme: combiner fiabilité et faible coût est désormais possible grâce aux technologies de distillation moderne.
douce 4 €/m³; coût du personnel 35 €/h; coût de l’électricité 0.10 €/kWh.