Effluents d'abattoirs : une pollution biodégradable

28 février 2004 Paru dans le N°269 à la page 33 ( mots)

Rédigé par : Vincent JOHANET et Marie-odile MIZIER

Les effluents issus des abattoirs, très chargés, sujets à d'importantes variations de charges, nécessitent des traitements adaptés. Séparation des déchets solides et des graisses puis traitements spécifiques s'imposent.

Réalisé par Vincent Johanet et Marie-Odile Mizier, Technoscope

[Photo : Technoscope]

Parmi les industries alimentaires, les installations qui concernent la viande, la volaille et les produits de la mer sont celles qui produisent les flux de déchets les plus difficiles à traiter. Parmi eux, les abattoirs génèrent de nombreux déchets issus de l’abattage et de la préparation des animaux. Le volume des produits à traiter augmente de façon importante lorsque l’établissement comprend, en plus de l'abattage, des ateliers de triperie boyauderie et de vidage des matières stercoraires.

La pollution rejetée dépend directement du taux de récupération du sang, du mode d’évacuation des matières stercoraires, de l’importance de la triperie boyauderie et de la présence d’activités telles que la salaison, la conserverie... En Europe, les volumes d’eau rejetés sont évalués entre 6 et 9 litres par kilogramme de carcasse de bovins (rappelons que le poids d’une carcasse est compris entre 320 et 350 kg) et de 5 à 11 litres par kilogramme de carcasse de porcins (le poids d'une carcasse étant ici compris entre 80 et 90 kg).

Les effluents de ces usines sont caractéristiques. Ils sont globalement bien biodégradables avec une DCO qui peut parfois

[Photo: Asepta associe les dégrilleurs inclinés aux dégrilleurs verticaux et propose des ensembles compacts pour le dégrillage des eaux résiduaires et industrielles.]

atteindre 1500 mg d'O2/l. Ils contiennent de nombreux déchets solides tels que carcasses, graisses, sang, poils, plumes, organes éviscérés… mais aussi des bactéries, parasites et kystes. Cette composition impose une étape de prétraitement avant de rejoindre la station d’épuration, qui peut être intégrée ou non à l’établissement. L’étape de prétraitement est essentielle pour recueillir les restes solides et liquides résultant de l’abattage des animaux et pour assurer une récupération très poussée du sang. Cette matière organique putrescible absorbe une forte quantité d’oxygène lors de sa décomposition.

Le dégrillage à 6 mm dans les abattoirs

Depuis mai 2003 est entré en vigueur le nouveau règlement européen concernant le traitement des déchets dans les abattoirs de bovins. L'application devient actuellement effective, après des mises au point entre les industriels et les organismes publics.

Le traitement des effluents, générant des sous-produits sous la forme de refus de dégrillage/tamisage, est bien entendu également concerné. Ainsi, les refus de taille supérieure à 6 mm sont désormais considérés comme des déchets à risque. Ces refus doivent donc être détruits séparément. Ils sont envoyés en équarrissage ou incinérés. Les refus de dégrillage de taille inférieure à 6 mm doivent être homogénéisés, puis entrer dans des filières de traitement ou de valorisation (compostage par exemple). Afin de minimiser les coûts de traitement des refus, il est donc important de séparer à la source ces déchets à risque, c'est-à-dire par un dégrillage à 6 mm, en amont du classique tamisage à 0,75 ou 1 mm.

Il existe sur le marché différents types de dégrilleurs (inclinés, droits, à vis, etc.), équipés de différents types de grilles (barreaux, mailles Johnson, toile perforée…) et de différents systèmes de décolmatage (brosse, râteau, rampe de lavage…). Il faut noter ici que les systèmes à toile perforée génèrent plus de refus que les systèmes à barreaux. Les systèmes robustes, généralement à barreaux, réalisés intégralement en inox, à décolmatage forcé et compactage intégré sont évidemment les plus souvent retenus.

Les abattoirs recherchent par ailleurs des systèmes compacts, qui peuvent s'intégrer aisément dans l'existant et générer un minimum de maintenance. Huber Technology propose par exemple pour les débits élevés (+100 m³/h) les dégrilleurs rotatifs ROTAMAT Rot et Ro2, le dégrilleur droit CLIMBMAX, et, pour les débits faibles (<100 m³/h), les dégrilleurs rotatifs ROTAMAT Ro9 et Ro9 ECO, le dégrilleur vertical Rok.

Le prétraitement, une étape essentielle

Le prétraitement comporte une série d’opérations dont le but est non seulement d’éliminer la fraction la plus grossière des particules entraînées par l’effluent, mais aussi d’en retirer les matières susceptibles de gêner les traitements ultérieurs. Pour ceci, différentes opérations sont réalisées comme le dégrillage, le dessablage, le tamisage ou la flottation des graisses, opération appelée encore dégraissage.

En tête de traitement, le dégrillage retire les déchets solides en suspension dans les eaux usées. Cette opération permet de soustraire les papiers, les plastiques, les boucles d'identification du bétail, les onglons, les matières stercoraires, les déchets conjonctifs et divers déchets de viande. La séparation est réalisée par un tamis qui plonge dans le bac de décantation dès la réception des eaux issues de l’abattoir.

Dès cette étape, le choix du matériel est essentiel. Un bon tamisage doit permettre d’éliminer de 50 à 80 % des matières en suspension et de 10 à 30 % de la DBO5. « Selon la nature de l'abattoir, le tamis utilisé diffère », explique Pierre Serna de Serinol. « Pour un abattoir généraliste (bovins, porcs, ovins), il faut mettre en place, soit un tamis au fil de l’eau dans un canal, soit un tamis rotatif placé au refoulement d'une pompe installée dans un puisard ». Si la concentration en matières solides est élevée, on peut aussi utiliser un dégrilleur de

[Encart : texte : Réduire la teneur en liquide dans les déchets Les refus de dégrillage et autres déchets étant enlevés par des sociétés spécialisées, avec des coûts à la tonne très élevés, on a intérêt à les essorer au maximum pour enlever le plus d’eau possible. Cette opération peut être réalisée de manière simple et efficace par un compacteur à vis d'Archimède. Sercomp de Serinol aide à obtenir des siccités de 60 % et plus. Le pressage est réalisé par une vis d’Archimède sans âme qui pousse les refus dans le tambour filtrant en extrémité duquel un

[Photo: Asepta propose également un compacteur de déchets SCC dont la zone de compactage est de type grille à fissures. Ce compacteur est capable de réduire les volumes jusqu’à 50 % avec une siccité de 45 %.]]

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[Photo : Aqua-Guard® d’Andritz Guinard est un équipement fin à autonettoyage continu qui se caractérise par une bonne capacité de filtration et d’extraction de produits.]

Maille 10 mm ou plus, pour enlever les plus gros déchets, de manière à protéger les pompes placées dans le puisard, puis, au refoulement de ces dernières, un tamis rotatif de maille 1 mm par exemple, ce dernier étant positionné au-dessus du dégraisseur. Il est également possible d'utiliser un tamis à vis d’Archimède comme dégrilleur avec une maille de 10 mm ou plus. Par contre, sur ces effluents, des tamis de ce type avec des mailles de 1 à 2 mm risquent d'engendrer des problèmes de colmatage.

Les fabricants d’équipements de dégrillage, qui proposent des matériels adaptés, sont nombreux sur le marché. Citons Andritz Guinard, Asepta, Europelec, R et O Dépollution, Serinol…

Prenons l’exemple du dégrilleur à bandes filtrantes Aqua-Guard® d’Andritz Guinard.

Cet équipement fin à autonettoyage continu se caractérise par une bonne capacité de filtration et d’extraction de produits. Les dents de l’Aqua-Guard® autorisent un double champ de filtration avec des sections horizontales sur le bras arrière augmentant le pouvoir de coupure. Dans cette famille, le modèle S est capable de remonter plus de 4 tonnes de déchets à l'heure. Plus récemment, profitant de son expérience sur Aqua-Guard®, Andritz Guinard lance Aqua-Screen, un dégrilleur dont l’écran filtrant est formé de tôles perforées assemblées. Ces tôles, en acier inoxydable, présentent l’avantage de filtrer en trois dimensions.

Autre exemple, le système Rotamat, de Huber Technology.

Cet équipement propose quatre fonctions : dégrillage, tamisage, transport, lavage et compactage des refus avec un seul appareil. Le tamisage assure une filtration de l'eau à travers un tamis rotatif dont le pouvoir de coupure peut être choisi entre 750 et 1000 microns. Les déchets minéraux (sables et graviers) sont aussi retenus à cette étape.

Mais attention, si ces équipements rotatifs ou à tamis à vis apportent entière satisfaction dans le cas général des abattoirs de bovins, de porcins ou d'ovins, il n’en est pas de même dans un abattoir de volailles, où la nature très colmatante des plumes interdit l’utilisation directe des tamis rotatifs ou à vis.

Dans ces établissements, l'effluent doit d'abord passer sur un tamis « trommel » à alimentation interne comme le Sertrom de Serinol. Avec une taille de maille de 2 à 5 mm, il est capable d’enlever la plus grosse partie des plumes et des viscères, en les égouttant. Et c'est seulement après qu’il devient possible d’entreprendre une deuxième étape de tamisage. Étape à laquelle on pourra utiliser un tamis Sertel ou un tamis rotatif Sertam de maille 1 mm, placé au-dessus du dégraisseur », développe Pierre Serna de Serinol.

Toujours pour limiter l’effet colmatant, Europelec déverse en lame le mélange liquide-solide contenu dans le ou les bacs de surverse, ce qui répartit l’effluent sur toute la largeur de la grille filtrante à fissures.

La séparation solide-liquide commence dès le contact avec la grille. La forte accélération permet un glissement des particules vers le bas, tandis que le liquide percole à travers les fentes (effet autonettoyant). Dans un deuxième stade, les particules solides s'égouttent sur les zones à pente plus douce et roulent jusqu’à l'extrémité basse de la grille où elles peuvent être récupérées.

[Encart : Effluents et boues des abattoirs : quel risques de contamination avec le Prion ? L’AFSSA a été saisie au mois de décembre 2002 sur les risques de contamination des sols et de l’eau par le prion susceptibles de résulter des effluents et des boues d’abattoirs et sur les risques sanitaires liés à la consommation d’eau produite à partir de prises d’eau situées à l’aval d’établissements d’équarrissage. À la question des risques de contamination susceptibles de résulter des effluents et des boues d’abattoirs, les experts estiment « ne pas disposer de données scientifiques suffisantes pour fournir un avis étayé ». L’essentiel du risque serait lié à l’épandage des boues. À la question des risques sanitaires liés à la consommation d’eau produite à partir de prises d’eau situées en aval d’établissements d’équarrissage, les considérations énoncées ci-dessus pour les abattoirs s’appliquent aux équarrissages avec deux particularités : – La charge infectieuse totale entrante dans ces installations est nettement supérieure du fait de l’incidence de l’ESB détectée en équarrissage qui est 30 à 40 fois supérieure à celle mesurée en abattoir ; – Cette surcharge est en partie contre-balancée par l’application de traitements spécifiques à certains effluents considérés comme présentant un risque supérieur, mais également par la présence de stations d’épuration dédiées et autonomes. Les experts soulignent par ailleurs que, dans le cadre d’une filière classique d’épuration des eaux usées, différentes étapes sont susceptibles de favoriser l’élimination des agents transmissibles présents dans ces eaux. Lors du prétraitement, les particules de taille supérieure à quelques dizaines de micromètres peuvent être éliminées et par voie de conséquence l’ensemble des agents infectieux agrégés à ces particules. Lors de l’étape de traitement physico-chimique (primaire ou tertiaire), l’ajout d’agents de coagulation et de floculation adéquats favorise l’élimination des matières colloïdales et éventuellement des agents infectieux agrégés. Au cours de ces deux premières étapes, la pollution initialement présente dans les effluents se trouve concentrée dans les déchets de prétraitement et dans les boues primaires ou tertiaires. Les agents sont alors susceptibles d’être présents dans ces boues. Quant aux traitements biologiques permettant d’abattre la charge organique, leur action potentielle sur les particules de nature protéique n’est pas connue. Pour les experts, l’utilisation de la technique d’ultrafiltration membranaire avant rejet de ces eaux constituerait certainement un facteur important de réduction de risque.]

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[Photo: Serinol fabrique des ensembles intégrés de prétraitement pouvant comporter à la fois le tamis et son compacteur placés directement sur le flottateur ou le dégraisseur.]

[Photo: Turboxal équipement de transfert d’oxygène, développé par Air Liquide, est conçu pour les bassins d’aération de faible hauteur (< 4 m), les lagunes aérés ou les bassins dont le fond est recouvert de diffuseurs.]

Cette dernière méthode fait appel le plus souvent à l’injection d’air ou d’eau sous-pression qui aide la remontée en surface des graisses, qui sont régulièrement raclées et transférées dans une cuve de stockage spécifique. On notera que ces appareils sont aussi d’excellents décanteurs pour les sédiments fins plus lourds que l'eau (sable ou autres). Ainsi, de nombreux bassins sont équipés d'une vanne en partie basse, permettant de les purger périodiquement.

D'autres précautions sont à prendre en présence de graisses de canard pour éviter le colmatage des filtres. De nature très “collante”, cette graisse oblige à alimenter en eau chaude la rampe de lavage des tamis rotatifs. Une fois les particules grossières éliminées, il faut dégraisser le rejet.

Le dégraissage indispensable

Dans cette deuxième étape, il s'agit d'enlever les globules graisseux ou huileux et les fines particules de densité plus faible que l'eau, soit sur un flottateur à air dissous, soit sur un dégraisseur aéré raclé à turbine.

[Encart : Réglementation Les abattoirs relèvent de la rubrique 2240 de la nomenclature des installations classées. Ils relèvent du régime de l'autorisation (A) si le poids de carcasses susceptibles d'être abattues est supérieur à 2 t/j et du régime de la déclaration si ce poids est supérieur à 50 kg/j, mais inférieur ou égal à 2 t/j. L'article 33-4° de l'arrêté modifié du 2 février 1998 relatif aux rejets des usines d’abattoirs d'animaux de boucherie stipule que le volume des effluents rejetés ne doit pas dépasser 6 m³ par tonne de carcasse ou de viande traitée. Les flux spécifiques ne doivent pas dépasser 180 g/t de carcasse traitée pour la DBO₅, 720 g/t de carcasse traitée pour la DCO et 180 g/t de carcasse traitée pour les MEST.]

Serinol fabrique des flottateurs à air dissous cylindriques (Flot CY) et rectangulaires (Flot T). Le flottateur Flot T est un séparateur longitudinal à débit traversier. Des microbulles d’air viennent adhérer sur une particule ou un floc pour former un ensemble plus léger que l'eau, donc flottant. Une unité de pressurisation spécialement adaptée permet la dissolution de l'air puis la production de ces microbulles lors de la phase de détente. La taille des microbulles produites, entre 30 à 50 microns, assure une excellente flottabilité des matières à séparer et conditionne le rendement de l'appareil. Le dimensionnement des appareils est défini pour respecter une vitesse ascensionnelle maximale de 4 m/h. Le flux traverse un module lamellaire, situé en tête de l'appareil. Celui-ci assure un écoulement en régime laminaire, ce qui permet ainsi à la loi de Stockes (qui régit la sédimentation des particules) de jouer à plein. Un système de raclage avec motoréducteur temporisé (pour agir sur la siccité) racle les flottants vers une goulotte d’évacuation. Les sédiments accumulés sur le fond incliné sont évacués par la pression hydrostatique à travers une vanne manuelle, qui est manœuvrée périodiquement. Ce type d’appareil est particulièrement adapté au traitement des effluents fortement chargés. Ces appareils peuvent réduire jusqu'à 90 % la teneur en graisses non-dissoutes. Dans les dégraisseurs aérés raclés à turbine (DAR), l'abattement des graisses n’excède pas 40 %.

[Encart : La société Bidartea a développé une nouvelle unité mobile pour aérer les bassins de stations d'épuration. Cette unité comporte : une palette galvanisée servant de support à l'ensemble, un hydrojecteur Hydrovac, une pompe pour alimenter en liquide l'hydrojecteur, des tuyaux de raccord en caoutchouc, les accessoires de fixation et un coffret électrique.]

Serinol fabrique également des ensembles intégrés de prétraitement pouvant comporter à la fois le tamis et son compacteur placés directement sur le flottateur ou le dégraisseur.

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Quelles solutions pour traiter les excès de graisses, d’azote ammoniacal et les odeurs ?

Les abattoirs sont souvent confrontés à des excès de graisses et d'azote ammoniacal entraînant des dysfonctionnements importants. Les odeurs posent aussi souvent problème. Gamlen, spécialisée dans les produits biologiques, propose des solutions pour pallier ces problèmes et leurs conséquences.

S'agissant des graisses, elle propose une gamme de produits à base de micro-organismes sélectionnés pour dégrader spécifiquement les graisses animales, ces micro-organismes sécrétant en très grandes quantités des enzymes appelées lipases. Ces bactéries permettent de dégrader les acides gras à chaîne courte, responsables entre autres des mauvaises odeurs, et les acides gras à chaîne longue, difficiles à dégrader. Les avantages d'un tel traitement sont nombreux car la plupart des problèmes rencontrés lors du traitement de tels effluents proviennent de l'excès de graisses. Celui-ci favorise le développement de bactéries filamenteuses. Ces bactéries génèrent de la mousse à la surface des bassins aérés et engendrent des problèmes de décantation et d'épuration.

Un autre problème récurrent est la présence d'un chapeau graisseux épais qui empêche le transfert d'oxygène entre l'air et l'eau. Grâce à l'action des bactéries proposées par Gamlen, la mousse est supprimée et la décantation et le transfert d'oxygène sont améliorés. Ce traitement peut être curatif ou préventif, cette dernière option étant fortement recommandée.

Les produits proposés sont segmentés selon la taille de l'abattoir. Pour les petites et moyennes industries, la gamme Biolen, Biosol, Biopack M110 convient bien puisqu'elle propose trois types de produits : poudre, sachet hydrosoluble, chaussette. Pour les plus grandes industries, Gamlen commercialise le Biolen IG 30+, produit sous forme de poudre.

Les abattoirs rencontrent également fréquemment des problèmes d'excès d'azote ammoniacal, les bactéries indigènes de la station ne suffisant pas toujours pour dégrader cet excès. Gamlen propose donc Biolen IN 100, un concentré de bactéries nitrifiantes qui pourra se développer et reformer une biomasse active, capable de dégrader efficacement l’azote ammoniacal. À signaler également, la gamme Biolen Odor, spécialement adaptée aux odeurs en abattoirs.

Une unité comprenant un ensemble tamis Sertel dans un caisson de réception, avec un compacteur Sercomp placé sur un dégraisseur aéré raclé, avec passerelle et échelle a été installée par Degrémont dans l'abattoir de poulet de Duc à St Bauzely (Gard). Pour le client, l'intérêt est de disposer d’une installation homogène. « Nous assurons tout l’assemblage en atelier, avec le prétuyautage entre les divers éléments et même la goulotte de descente des refus de dégrillage », commente Pierre Serna. « Ces ensembles sont très homogènes. Sur le chantier, il suffit de positionner l'ensemble, de le tuyauter et de le raccorder électriquement ».

Une fois l'effluent filtré et dégrillé, son traitement n'est pas achevé. Il faut encore réduire toute la pollution organique. Pour ceci, les procédés biologiques permettent d’améliorer les rendements épuratoires. Plusieurs techniques sont à la disposition des industriels.

Les procédés biologiques extensifs

Le lagunage naturel est un procédé aérobie qui peut être utilisé pour traiter les effluents peu concentrés contenant des pollutions carbonées et des matières en suspension. Ce procédé dont le coût de fonctionnement est réduit nécessite un entretien minimal pour le traitement des eaux usées des abattoirs. Un problème demeure, son emprise au sol importante imposant à l'entreprise de posséder un vaste terrain pour construire l'installation. De plus, pendant le traitement certaines odeurs désagréables peuvent incommoder le voisinage. Pour améliorer le rendement des lagunes, réduire leur emprise au sol et les nuisances olfactives, le lagunage primaire peut être aéré et dopé en micro-organismes. Ces procédés sont communément appelés biologiques à culture libre ou boues activées.

Les boues activées

Dans ces procédés, les bactéries se développent dans des bassins d’eaux usées oxygénés par des apports d’air. Elles se nourrissent des nutriments contenus dans l’effluent et se développent dans ce milieu propice au développement. Pour améliorer les rendements épuratoires, des aérateurs sont installés dans les bassins. Ils stimulent l'activité microbienne et favorisent la dégradation des polluants.

[Photo : Oxy-Dep VSA, le procédé d’Air Products.]

[Photo : Le procédé Solvox*, proposé par Linde Gas, permet l’apport d’oxygène pur dans les eaux usées, soit par des tuyaux perforés (Solvox®-B), des réacteurs d’oxygène (Solvox®-R) soit par un système d’injection Venturi (Solvox®-I).]

[Photo : Isma offre une gamme d'aérateurs-brasseurs Centrox qui génère une insufflation de fines bulles d’air et un brassage. La mousse produite lors de l’aération est dirigée dans un entonnoir pour y être aspirée.]

biologique en augmentant les concentrations en oxygène dissous. Cette technique présente l'avantage d'une meilleure capacité épuratoire, elle écrête les pointes de charges, et réduit le développement des mousses et des odeurs.

Ces équipements sont proposés par Europelec, TMI, Faivre, R&O Dépollution, Air Liquide, Flygt...

Pour assurer ce traitement, Isma offre une gamme d’aérateurs de surface Fuchs et d’aérateur-brasseur Centrox qui génère une insufflation de fines bulles d’air et un brassage. La mousse produite lors de l'aération est dirigée dans un entonnoir pour y être aspirée. De construction robuste, cet équipement demande peu de maintenance. Il est généralement monté sur flotteurs et peut être installé sur passerelle quand le niveau de l'eau est fixe.

Ce procédé peut être amélioré par l'insufflation d’oxygène pur. Linde, avec Solvox, Air Liquide avec Oxygénation Express, Air Products avec Oxy-Dep VSA proposent ces techniques.

L’équipement comprend en général un générateur d’oxygène pur couplé à un oxygénateur.

[Photo : Pour les fortes charges des réacteurs spécifiques sont mis en œuvre, comme les technologies proposées par CarboFil.]

Air Liquide présente le Turboxal, un système d’oxygénation de surface conçu pour flotter. Il transfère de l’oxygène par l’intermédiaire d’une turbine auto-aspirante et permet la création d'une émulsion oxygène pur/effluents qui améliore l'homogénéité du milieu. Des mobiles complémentaires peuvent assurer le brassage et la dispersion de l’émulsion dans l’ensemble du bassin. Ce système est particulièrement adapté aux faibles profondeurs (3 à 5 m) dans lesquels il n’est pas possible d’installer des systèmes immergés supplémentaires. Le rendement de brassage peut atteindre 14 000 m³/h.

[Photo : Flygt développe des systèmes d’aération constitués d’une pompe submersible sur laquelle sont fixés un ou plusieurs hydro-éjecteurs.]

Flygt a développé des systèmes d'aération submersibles pour ce type d'applications. Ces ensembles sont constitués d'une pompe submersible sur laquelle sont fixés un ou plusieurs hydro-éjecteurs. L'hydro-éjecteur réalise le mélange eau/air et en assure la dispersion. Il est constitué d'une chambre déprimogène et d'un tube mélangeur/diffuseur. Fiabilité élevée, fonctionnement silencieux, installation fixe ou mobile, tels sont les avantages offerts par ce système. L'installation peut être combinée pour un transfert de l'effluent.

Autre solution proposée par Flygt, le WJ Mix®, qui, associé à un agitateur de la gamme S 4600, assure l'homogénéisation et l'aération de l'effluent. La technique de dissociation brassage/aération permet d'injecter une quantité d’air ni trop faible, afin d'être en phase d’anaérobie, ni trop forte pour ne pas favoriser la formation de mousse en surface, tout en assurant une homogénéisation complète.

Cet ensemble tout inox se compose d’un

[Encart : Les aérateurs flottants TMI sont utilisés essentiellement sur des lagunes où les travaux de génie civil seraient très onéreux voire impossibles. Ces aérateurs flottants ont une conception identique à celle des aérateurs fixes : un moteur-réducteur, calculé avec un facteur AGMA élevé, entraîne à vitesse lente une turbine à la surface du liquide.]

[Encart : Un expert au service de votre station d'épuration Pour accompagner les clients et améliorer les performances de leur station, Air Liquide déploie une équipe d'experts sur le terrain. Dédiés aux problématiques du traitement des eaux, ils mettent leur expérience et leur savoir-faire au service des industriels et des collectivités locales qui doivent solutionner des dysfonctionnements ou optimiser le fonctionnement de leur station. Diagnostic, analyses microbiologiques, optimisation des performances… leurs interventions sont fonction des besoins clients. Ils étudient les paramètres de fonctionnement, apportent leur assistance technique pour la gestion de la station, déterminent des actions correctives en cas de dysfonctionnement, optimisent les performances de l’ouvrage… Concrètement, les mesures réalisées portent sur des tests de potentiel rédox, analyses microscopiques de boues, la vérification du fonctionnement du matériel, l’étalonnage des sondes O₂. Chaque intervention est suivie d’un rapport d’audit mentionnant les résultats des analyses : analyses chimiques (DCO, DBO₅, azote, sulfures…), courbes d’oxygène dissous, coloration/détermination des bactéries filamenteuses. L’expert saura proposer des actions correctives pour optimiser la station.]

[Photo : Le procédé Meteor’ C de Degrémont apporte une réponse adaptée à la construction et à la réhabilitation de station dans un espace réduit. Il aide au traitement de l’azote par cultures mixtes en conjuguant la stabilité des cultures libres, d'une part, et la réactivité, la souplesse et la compacité des cultures fixées, d’autre part.]

Collecteur équipé de trois diffuseurs d’air, d’une soufflante à canal latéral (équipement défini en fonction de la fosse à traiter) et d’un agitateur de la gamme S 4600 de 1,5 à 25 kW. Le WJ Mix® s’installe directement sur le bloc moteur de l’agitateur sans adaptation spécifique. Le positionnement des diffuseurs, devant l’hélice, assure un fort cisaillement de l’air introduit dans le liquide agité. Ces caractéristiques hydrauliques permettent un renouvellement important de film liquide autour de la bulle d’air, favorisant le transfert d’oxygène. Parmi ses nombreuses installations dans le domaine, Flygt compte notamment les abattoirs Abera (35) et la Société Vitréenne d'Abattage (35).

Pour pousser encore plus loin l’efficacité, le milieu peut être dopé en microorganismes et substances minérales.

Doper le milieu

Pour doper le milieu, certaines sociétés proposent des microorganismes et des substances minérales très utiles dans le traitement des effluents d’abattoirs. Lobial propose Fixaflor-STEP, un traitement visant à rendre les graisses assimilables par la biomasse de la station. Cette technique présente un intérêt évident sur les effluents fortement chargés en graisses. Ces bactéries produisent des lipases, c’est-à-dire des enzymes nécessaires à la transformation des graisses en métabolites à plus faible poids moléculaire. Ensuite, par un mécanisme d’oxydation, la longueur de la chaîne carbonée de l’acide gras diminue. Si le temps de séjour est suffisamment long, on aboutit à la production d’eau et de gaz carbonique. La qualité des boues est nettement améliorée en texture et en siccité.

Quant à Gamlen, il propose également, via sa gamme Biolen, de nombreux principes actifs visant à améliorer la biodégradation des matières organiques ainsi que le traitement des graisses et l’élimination des odeurs. De son côté, Luzenac Europe…

[Encart : L’abattoir GAD s’équipe d’un procédé de méthanisation La société Louis Gad est spécialisée dans l’abattage et la transformation de la viande de porc. Implantée à Lampaul-Guimiliau (Finistère), elle abat chaque année 1 450 000 porcs et doit traiter 20 000 m³ d’effluents et 1 000 t de refus de tamisage, 13 000 t de boues physico-chimiques, 3 000 t de boues biologiques et 400 t de graisses. Jusqu’à présent, l’entreprise évacuait ses déchets vers les filières d’épandage tout en s’interrogeant sur l’absence de visibilité à long terme de la filière. Pour conserver la filière d’évacuation, l’entreprise a cherché une alternative à l’épandage des boues en l’état en se fixant les objectifs suivants : • La diminution de la teneur en azote, • L’hygiénisation, • La limitation des nuisances, • La réduction des coûts de traitement. C’est un procédé thermique qui a été retenu. Fourni par Proserpol, il consiste d’abord en une phase de déshydratation, suivie par une dégradation de la matière par deux étapes successives : aérobie et anaérobie. L’étape aérobie diminue la teneur en azote et se réduit au seul coût énergétique de l’aération. Le traitement anaérobie réduit l’azote organique sous forme de NH₃, séparé de la fraction solide. Il produit une boue faiblement odorante. Ce process est peu gourmand en énergie. Il produit du biogaz à raison de 125 Nm³/h à 65 % de CH₄, ce qui représente 16 700 kWh par jour et une économie énergétique de 90 000 € par an. Ce gaz est utilisé sur la chaudière à vapeur de l’usine. Cette méthanisation est complétée par une déshydratation par centrifugation et séchage. Elle fabrique un produit sec, homogène, régulier, stable, faisant l’objet d’une homologation. Avec ce process, 1 100 tonnes de matières sèches sont produites, chiffre à opposer aux 20 000 tonnes de déchets générés en sortie d’épuration.]

Pompage d’eaux très chargées chez Synavi Nord

La société Synavi Nord, située à Lens, traite 38 000 dindes par semaine. Et qui dit abattage, dit inévitablement déchets de tout type, transfert et traitement ! La configuration des lieux et la nature de l'effluent ont obligé un pompage vers un dégrilleur avant d’acheminer le tout vers la station d’épuration. Les pompes en place étaient des pompes submersibles de 40 m³/h chacune. Mais la composition même de l'effluent amenait les pompes à se bloquer constamment, provoquant des dégâts au niveau de l'arbre, des garnitures et du moteur. Pour couronner le tout, les décantations fortes en fond de puisard retenaient bien fréquemment les pompes, malgré la présence d'une potence et d'un treuil. Jean-Paul Druelle, responsable de l'atelier de maintenance de Synavi Nord, estimait à 1 525 € par mois le coût de maintenance de l'organe de pompage de cette station.

La solution retenue fut de placer une pompe auto-amorçante pour eaux chargées en lieu et place des pompes submersibles. Fort de ces précédentes expériences malencontreuses et compte tenu de la complexité de l'application, Synavi Nord a demandé de louer pendant une semaine un groupe 4'' Gorman-Rupp auto-amorçante du type Super T4A60SBFM. Et là, l’essai a parlé de lui-même. Pas de soucis de pompage, de bouchage ou d’amorçage. Et pour cause, ces pompes sont de véritables pompes auto-amorçantes pour liquides chargés, sans clapet de pied, sans crépine à l'aspiration, sans pompe à vide. Il s'agit d'une pompe de surface présentant un passage intégral de 76 mm avec un couvercle d’accès à l'hydraulique qui permet, sans démonter la pompe de son socle ni désaccoupler les tuyauteries d'aspiration et de refoulement, d'avoir accès à la roue et à la garniture mécanique. La maintenance préventive, tant visuelle qu'auditive, est réelle. Pas besoin d'attendre que la pompe ne débite plus pour s'en inquiéter. Grâce à son pouvoir d’amorçage important, jusqu'à 7,60 m, la pompe aspire tous les déchets contenus dans ce liquide. « Avec nos anciennes pompes, j’étais à la station de relevage tous les jours », souligne Jean-Paul Druelle. « Avec la pompe Gorman-Rupp, il peut se passer une semaine sans que je m'y rende. Depuis plus d'une année que la pompe est installée, nous n’avons jamais eu à arrêter la station pour cause de bourrage ou de blocage ». L'investissement de base pour l'achat de la pompe a été amorti sur six mois, simplement grâce aux économies de maintenance.

Aquatal propose de fiabiliser et améliorer les performances de type boues activées.

Cette technique permet également de faire face aux variations de charges organiques caractéristiques des effluents des abattoirs. Elle améliore la décantation, l’épaississement et la déshydratation des boues.

Une autre solution consiste à fixer les cultures sur un support.

Les procédés biologiques à cultures fixées

Le principe des techniques à cultures fixées consiste à faire percoler l'eau à traiter, à travers un matériau sur lequel se développent les bactéries. Celles-ci forment un biofilm sur le support. Le matériau varie suivant les procédés :

les lits bactériens utilisent des galets ou des supports alvéolaires,
les biofiltres utilisent des matériaux, de plus petite taille, se servent d'argiles cuites, de schistes, de polystyrène, de graviers ou de sables.

Ces techniques autorisent des traitements plus intensifs et plus poussés que les lits bactériens classiques. Plus rustiques dans leur conception et dans leur exploitation, ils présentent l'avantage de pouvoir traiter les matières polluantes carbonées et éventuellement azotées, dans un volume beaucoup plus faible avec des rendements similaires.

Traitement des fortes charges

Pour les fortes charges, des réacteurs spécifiques sont mis en œuvre, comme les technologies proposées par Carbofil, Vor Environnement, Degrémont…

Ainsi, le procédé Meteor C de Degrémont apporte une réponse adaptée à la construction et à la réhabilitation de station dans un espace réduit. Il aide au traitement de l'azote par cultures mixtes en conjuguant la stabilité des cultures libres, d'une part, et la réactivité, la souplesse et la compacité des cultures fixées, d’autre part. La recirculation des boues assure une concentration constante de bactéries en suspension, gage de stabilité dans le traitement.

Ces procédés de traitement par voie aérobie destinés aux eaux résiduaires industrielles à forte charge organique ont des coûts de fonctionnement importants. En cause, une consommation d’énergie élevée pour la fourniture d’oxygène et le traitement des boues en excès. Si la pollution carbonée est bien biodégradable, le traitement par voie anaérobie est une méthode adaptée.

Les procédés anaérobies

Dans ce procédé, la matière organique est convertie en biogaz qui peut servir ensuite comme combustible. Un tel système n’a pas besoin d’énergie pour la dissolution d’oxygène et la production de boues en excès est faible. Ces techniques sont adaptées aux variations de charges. Elles peuvent être suivies d'un traitement aérobie faible charge pour améliorer encore l’épuration.

Le principe est le suivant. La biomasse qui a une faible vitesse de croissance s'accumule sur le matériau de support plastique qui offre une grande surface à conquérir. Les eaux résiduaires traversent le lit fixe à flux descendant. Le flux recirculé pour le brassage est pris au fond du réacteur et mêlé avec l'eau brute avant d’être ramené en haut. L’eau traitée est remplacée au fur et à mesure par l'eau brute, d’où un fonctionnement continu. Le biogaz ascendant dans le lit fixe est évacué à contre-courant en tête du réacteur. Le procédé permet d’éliminer à moindre coût jusqu’à 95 % de la pollution carbonée par transformation en biogaz, ce qui ne laisse qu'une charge faible pour le traitement aérobie en aval.

Cette technologie est exploitée par le réacteur Laran®, de Linde. Plusieurs installations de ce type ont déjà été construites en Allemagne et en Asie, où elles traitent les effluents très chargés de l'industrie alimentaire.

Quant à Vor Environnement, il a développé un réacteur de méthanisation de type UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) à boues granuleuses, le Methavor. Il est adapté aux petits et moyens débits industriels pour la dégradation de la matière organique. Il produit un biogaz constitué à 80 % de méthane CH₄ et à 20 % de dioxyde de carbone CO₂ qui peut être valorisé pour maintenir le réacteur à température optimale de fonctionnement, ou produire de l’eau chaude ou de l’air chaud.

Là encore, une finition par traitement aérobie est nécessaire avant le rejet en milieu naturel.

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