Filière durable de traitement d'effluents liquides non biodégradables par couplage de procédés membranaires et oxydation en voie humide – TEMPO

Le projet TEMPO s’inscrit dans un contexte de pollution des ressources par des effluents/eaux usées très diversifié(e)s contenant des composés organiques non biodégradables. L’attention sera portée sur le traitement des effluents issus de l’industrie pharmaceutique, des effluents hydrocarburés issus de l’industrie pétrochimique, des lixiviats de centre de stockage de déchets ultimes et des eaux grises. L’objectif est de proposer une filière de traitement innovante, globale, fiable, intensifiée et durable pour ces effluents souvent bio-réfractaires. La filière étudiée se compose de procédés membranaires (ultrafiltration ou osmose inverse) garantissant une excellente qualité de perméat tout en concentrant la pollution puis de l’oxydation en voie humide (OVH non catalytique) visant à minéraliser les concentrats. Alors que les deux procédés seuls sont bien connus, le couplage des deux est novateur, apportant de nouvelles perspectives d’efficacité technologique, économique et environnementale. Le couplage permet de minimiser fortement l’inconvénient de la gestion des concentrats des procédés membranaires utilisés seuls et l’inconvénient des conditions opératoires sévères de l’OVH. En d’autres termes, la filière globale développée dans ce projet ouvre la possibilité du « tout rejet » en respectant les normes. Elle permet de répondre à la problématique énergétique de l’OVH en concentrant au maximum les effluents par procédés membranaires afin de réduire les volumes à traiter et donc les consommations énergétiques nécessaires en augmentant l’autothermicité du procédé. Cette filière globale de traitement des effluents non biodégradables est vraiment innovante puisque très peu de publications font état d’essais à l’échelle laboratoire et aucune société ne propose cette filière de traitement.
La faisabilité ayant été démontrée sur effluents synthétiques, minimisant ainsi les risques d’un tel projet, le premier verrou scientifique et technologique consiste donc à valider celle-ci en termes d’efficacité technologique, énergétique, économique et environnementale sur des effluents réels complexes. Le second verrou scientifique consiste à bien comprendre les interactions et interdépendances entre les deux procédés. Un plan d’expérience permettra d’étudier l’influence des concentrations en composés réfractaires, de la pression transmembranaire, de la température / pression / temps de réaction en OVH afin d’optimiser ces conditions opératoires et prédire les performances en fonction du type d’effluent à traiter. A partir de l’ensemble des effluents considérés, il est attendu un outil de sélection macroscopique (arbre de décision) permettant de mettre en avant les conditions opératoires les plus pertinentes afin de répondre aux objectifs fixés. Les objectifs au travers de ce projet sont : l’efficacité d’élimination (rétention membranaire et minéralisation) en polluant(s) cible(s) maximale, consommation énergétique et consommation en produits chimiques minimales (coûts de fonctionnement minimaux), toxicité de l’effluent à rejeter minimale liée à une présence de sous-produits d’oxydation minimale. Des techniques analytiques permettant l’identification des sous-produits d’oxydation seront développées pour appréhender les performances du procédé développé et le potentiel de rejet dans l’environnement. A travers cette étude, il est espéré une meilleure compréhension de l’interdépendance des paramètres opératoires sur les performances du couplage. Le procédé hybride ainsi développé et les résultats obtenus seront utilisés dans un travail de simulation des procédés afin de prédire les performances à l’échelle industrielle en fonction du type d’effluent considéré. Ce projet JCJC TEMPO apparaît comme efficient avec une relation entre les objectifs à atteindre via la création d’un nouvel axe de recherche porté par un jeune chercheur et les ressources utilisées pour les atteindre qui sont présentes de manière séparée dans l’environnement de celui-ci.