Sciences et Techniques BioIndustrielles
Les rejets BioIndustriels
Les Industries AgroAlimentaires, Cosmétiques, Pharmaceutiques ont des besoins important en eau
propre, ainsi qu'en énergie. Leurs déchets sont donc:
rejets d'effluents liquides et pollués,
générateurs de déchets solides,
rejets d'effluents gazeux toxiques et désagréables.
Respect de l'environnement: un soucis grandissant.
Il faut gérer l'Environnement en remplaçant les procédés par des technologies propres, en réduisant les
déchets en les valorisant et en favorisant les filières de récupération / recyclage. Enfin il faut traiter les
déchets avant de les rejeter dans l'Environnement.
Il existe un référentiel ISO 14 001 qui fait référence aux normes environnementales.
1. Exemple des eaux de rejets BioIndustriels
Exemple d'utilisation d'eaux en IAA
Les IAA sont très exigeantes pour ce qui est de la qualité de leur eau et des volumes utilisés. Les
volumes peuvent être variables selon les process pour une même activité AgroAlimentaire.
L'eau est présente à bcp de postes: lavages, rinçage des matières premières, des récipients des
produits finis, trempage de l'orge dans la malterie, transformation des produits, extraction / purification,
cuisson / refroidissement, lavages des matériels, vaporisation.
Il existe des activité qui génèrent de l'eau et qui est réutilisée (sucrerie, féculerie, ...).
Une eau de grande qualité est nécessaire notamment pour un effet de vapeur ou pour des eaux de
constitutions (comme composants d'un aliment par exemple). Par exemple: brasserie, lavage des
produits de laiterie et abattoirs. Alors ce sont les eaux de nappe phréatiques, les eaux souterraines et
les de surface qui sont utilisées.
Ceci entraîne une perte de matière plus ou moins solubilisées, qui constitues les eaux résiduaires.
Composition des effluents
Il y a généralement une température élevée (jus de cuisson, eaux de refroidissements) il faut donc
refroidir ces effluents avant de les rejeter.
Si il s'agit d'effluents graisseux, cela risque de boucher les canalisation. De nature organique et très
biodégradable, ils sont très fermentescibles. Un stockage non aéré ni brassé peut amener une
acidification des effluents mais également cela peut générer des odeurs fortes.
Critères d'évaluations de la pollution
cf document associé2. Pistes pour mieux gérer les effluents liquides pollués
Réduire au rationaliser la consommation d'eau
Sensibilisation du personnel
Optimisation des procédés, ou leur remplacement
Contrôles automatiques reliés aux postes de commandes, avec seuil d'alerte
Optimisation du nettoyage
Traitement des eaux usées
Recyclage des eaux Station d'épuration avec traitements adaptés aux rejets.
Exemple de Recyclage
L'eau recyclée ne peut-être utilisées si elle a été en contact avec des effluents.
--> Recyclage des eaux de lavage et transport des pommes d'une cidrerie. Les eaux sont filtrées,
tamisées avant d'être réutilisées. Les déchets sont réutilisés en agriculture.
Décantation / Tamisage
Décantation avant recyclage où les boues sédimentent, les eaux de surface sont recycler, les boues valorisées. Le tamisage permet la rétention de particules. Il existe le microtamisage sous pressions.
Centrifugation
Premier traitement de dégrossissage des effluents. Diminution des matières en suspension => accélération de la décantation. Par ex: récupération d'amidon dans les usines de patates pour les animaux.
Filtration
Filtre à diatomées (sédiments d'algues unicellulaires)= filtration frontale. Permet de séparer des rosses
molécules minérales et organiques.
Filtre à membrane: Évaluation du flux à traiter et séparer au maximum les eaux au préalable. On
détermine le type de filtration selon le type d'effluents à traiter. Audit nécessaire.
Microfiltration tangentielle: utilisée notamment comme pré traitement avant l'osmose inverse.
Microfiltration des eaux de lavage pour augmenter leur durée de vie. Cycle de lavage, filtration,
réutilisation des filtrats comme eaux de lavage.
Ultrafiltration: Ici on récupère le rétentas (protéines, lipides) qui peuvent être revalorisés (alimentation
animaux).
Dans les industries de boissons, les eaux sont chargée en soude et en impuretés, tout cela est rejeté
mais possède un fort pouvoir corrosif. Les perméats peuvent être réutilisés comme bains sodés.
Nanofiltration: Alternative énergétique intéressante à l'osmose inverse.
Osmose inverse: Cout énergétique élevé et présence de prétraitement pour éviter le colmatage, le
perméat est ultra pur.
Evaporation
Permet de concentrer un liquide par le passage à de l'état de vapeur des composés les plus volatiles et du solvants. On récupère les concentrât revalorisé ou recyclé. En général le distillat est très peu chargé donc peut être rejeter directement dans la nature.
3. Effluents Gazeux
Les gaz émis par les I.A.A. Sont chargés en composés organiques volatiles (C.O.V.) odorants ou non; les rejets dans l'air sont donc contrôlés.
Les traitements biologiques
L'oxydation exothermiques des composés en présence de dioxygène et de microorganismes entraîne la
formation de biomasse, d'eau et de produits minéraux.
Deux étapes:
– fixation / absorption du composé gazeux dans un liquide ou biofilm,
– étape de biodégradation, en aérobie, des polluants sont utilisés comme source de Carbone et
d'énergie par les germes.
Autres techniques
Condensation, Absorption
Absorption de gaz condensables dans des phases liquides ou absorption sur un solide.
– charbon actif: à base de bois ou noix de Coco, absorbants les plus courants pour traiter les COV,
– zéolithes: structures microporeuses où les gaz circulent et se fixent aux parois,
– gel de silice,
– absorption synthétique.
On peut atteindre 95% de rendement permettant de rejeter les gaz dans l'air.
Incinération catalytique
En présence de catalyseur, les gaz passent à 500°C, on oxyde donc totalement les hydrocarbures sans former de NOX (NO et NO2: problème quand ils s'infiltrent dans les poumons).
4. Mieux gérer les déchets solides
Réduction de la production de déchets
Remplacement des procédés.
Valorisation des procédés
Quelques exemples:
Filière de la Viande
On récupère le sang : charcuterie, engrais, béton,
les viscères: engrais,
les os: gélatine.
Filière du lait
Récupération des molécules organiques des « eaux blanches ». On récupère le lactosérum: aliments pour animaux quand il est acide, animent pour les Hommes quand il est doux.
Filière de la Bière / du Blé
Récupération des drèches issues de la fabrication de la bière pour l'alimentation des animaux.
Les emballages
Recyclage des matériaux d'emballage:
Ils peuvent servir de matières première dans la fabrication de nouveaux produits. Ils peuvent être
biodégradable, notamment le plastique à base d'amidon, d'algue ou d'acide lactique polymérisé.
Réduction des emballages.