[Photo : site industriel de la société NP PHARM, Bazainville (78).]
Aurélien Lugardon, Naskeo
La société NP PHARM, filiale du groupe pharmaceutique Ethypharm, est spécialisée dans la production de microsphères de sucres. Ces microsphères entrent dans la composition de nombreux médicaments en tant que forme neutre. Afin de maintenir des conditions de qualité et de sécurité compatibles avec les standards de la profession, l’industriel effectue des lavages fréquents de son outil de production. Étant donné la faible granulométrie du produit, les machines et les sols se recouvrent de fines couches de microsphères partiellement solubles dans l’eau. Les lavages génèrent donc des effluents visqueux fortement chargés en polymères de sucre.
[Photo : Figure 2: à gauche, installation de méthanisation. à droite valorisation du biogaz sur chaudière.]
Le débit journalier des effluents est compris entre 3 et 4 m³ par jour et leur demande chimique en oxygène varie de 360 à 420 g d’O₂ par litre. Les effluents présentent un rapport DCO/DBO₅ de l’ordre de 1,6, ce qui indique une bonne biodégradabilité. Les matières en suspension de l’effluent en sortie de process titrent environ 200 g/l.
Le rejet direct au réseau urbain de cet effluent étant rendu impossible du fait de la saturation de la station locale, ainsi que des problèmes de colmatage engendrés, une solution en deux étapes a été mise en place. Dans un premier temps, un décanteur de 10 m³ a été installé par la société NP PHARM, permettant l’abattement de la quasi-totalité de la charge en MES. La sédimentation des plus longues chaînes amidonnées permet d’obtenir en sortie de décanteur un effluent nettement moins chargé, soit en DCO entre 60 000 et 80 000 mg d’O₂ par litre, représentant une charge organique journalière comprise entre 200 et 320 kg DCO/j. Cette matière organique est sous forme soluble à 98 %.
Dans un second temps, une valorisation de l’effluent par méthanisation a été ajoutée afin de réduire les rejets envoyés en station et d’alléger ainsi les redevances assainissement et pollution payées par l’entreprise. Le méthaniseur, utilisant la technologie Proveo® issue de l’INRA, a été conçu, réalisé et démarré par la société Naskeo Environnement.
L’effluent en sortie de décanteur est pompé et réchauffé via deux échangeurs jusqu’à une température proche de 35 °C. Un premier échangeur permet la récupération de l’énergie thermique de l’effluent de sortie du méthaniseur. Un second échangeur d’appoint permet l’utilisation de l’eau chaude issue de la chaudière biogaz.
Le réacteur fonctionne en flux ascendant sur un principe hybride entre lit fixe et lit fluidisé. Il présente un volume utile de l’ordre de 25 m³ et un ciel d’environ 10 m³ permettant un stockage temporaire et un nivellement du biogaz produit. Une recirculation permanente à débit réglable permet l’homogénéisation du réacteur et l’ajustement de la vitesse ascensionnelle à travers le lit.
La production de biogaz est quantifiée par un débitmètre et un pressostat. L’énergie produite est directement valorisée sur une chaudière dédiée permettant le préchauffage d’eaux de process en amont d’une chaudière gaz naturel existante. La puissance thermique moyenne valorisée au niveau du process est de l’ordre de 20 kW. Cette puissance est consommée par la production d’eau chaude servant au lavage des équipements, ainsi que par le chauffage des locaux pendant la période froide six mois par an.
L’exploitation du méthaniseur nécessite un suivi léger mais régulier. L’effluent est synthétique et présente un pH acide et un titre alcalimétrique complet proche de 0. Le traitement par méthanisation de l’effluent consomme donc deux types de réactifs :
- • Des nutriments (azote, phosphore et oligoéléments) qui permettent un développement en conditions optimales des flores bactériennes.
- • De la soude permettant de rétablir le pH, notamment en cas d’accumulation d’acide propionique.
Ces réactifs doivent être renouvelés mensuellement pour un fonctionnement optimal de l’installation. Par ailleurs, deux analyses de DCO, en entrée et en sortie d’installation, sont nécessaires chaque semaine pour s’assurer du bon fonctionnement du traitement.
En ce qui concerne la valorisation du biogaz produit, la rampe d’alimentation de la chaudière est susceptible de s’encrasser sous l’effet de la présence d’eau et de particules dans le gaz valorisé. Le bon fonctionnement de cette partie nécessite donc un nettoyage au moins annuel de ce matériel.
Au final, le traitement par méthanisation permet d’obtenir un abattement sur la DCO totale supérieur à 90 %, compatible avec la convention de rejet signée entre l’industriel et la station. Cet abattement permet une division par dix des redevances pollution et assainissement payées par l’industriel. Cette réduction, ainsi que la valorisation de l’énergie produite par le méthaniseur permet l’obtention d’un temps de retour sur investissement net de deux ans et demi.
