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Protection des ressources en eau dans l'artisanat : Traitements de surfaces
Traitement des eaux de rinçage par échange d'ions
Description et schéma de fonctionnement
Le procédé d'échange d'ions permet le traitement des métaux solubles qui se trouvent dans les eaux de rinçage des bains de traitements de surfaces.
Les échangeurs d'ions sont constitués de résines sous forme de billes ou de poudre. Ces résines possèdent des groupements actifs, greffés sur une matrice. Ces groupements sont capables d'échanger leurs ions mobiles de même polarité avec ceux contenus dans l'effluent à traiter.
En dehors de l'application pour la production d'eau déminéralisée, les échangeurs d'ions peuvent servir à :
- 1 - Recycler les eaux de rinçages
- 2 - Effectuer le traitement de finition
1 - Le recyclage des eaux de rinçage :
Pour le recyclage des eaux de rinçage des ateliers de traitements de surfaces, il est nécessaire de dissocier les eaux acides et les eaux basiques.
Le traitement des eaux acides (eaux acides et eaux chromatées) s'effectue de la façon suivante :
- Échangeurs de cations fortement acides
- Échangeurs d'anions moyennement basiques
- Éventuellement échangeurs d'anions fortement basiques
Le traitement des eaux basiques (eaux basiques et eaux cyanurées) s'effectue de la même façon :
- Échangeurs de cations fortement acides
- Échangeurs d'anions moyennement basiques
- Échangeurs d'anions fortement basiques (obligatoire en eau cyanurée)
En fonction des volumes d'eau traités et de leurs concentrations en ions, la régénération des résines peut être envisagée sur place ou par un prestataire de services.
2 - Le traitement de finition :
Le traitement de finition est généralement fait après une station de détoxication classique. Dans le cadre de l'activité artisanale, les volumes à traiter étant faibles, il peut être intéressant d'effectuer directement un traitement par échange d'ions (après avoir éliminé les matières en suspension et les huiles).
Pour effectuer un tel traitement il faut vérifier si des composés indésirables risquent de se retrouver dans l'effluent à traiter, en particulier des complexants cyanurés et d'EDTA, les sulfures alcalins ou organo-sulfurés. Une solution peut être d'installer en amont de la résine échangeuse d'ions une cartouche de charbons actifs qui va retenir les substances organiques indésirables.
Maintenance et entretien
L'investissement dans ce type de matériel entraîne une maintenance et un entretien, notamment :
la collecte et l'élimination des boues de traitement ;
le changement ou la régénération des résines échangeuses d'ions ;
l'entretien et le nettoyage ponctuel du système ;
l'entretien de la pompe ;
la vérification ponctuelle des branchements électriques.
Avantages
Pour les eaux de rinçage, l'utilisation d'échangeurs d'ions présente plusieurs avantages :
- Réduction des consommations d'eau par le recyclage soit une économie variable de 50 à 90%
- Epuration des eaux rejetées : très bonne capacité de rétention des métaux sous formes ioniques
- Facilité de mise en oeuvre :
- Installation rapidement opérationnelle
- Maintenance assez aisée -
Durée de vie variable en fonction de la charge à traiter
Aspects financiers (tarifs indicatifs 2000)
Le coût d'investissement est d'environ 7 600 € HT pour un couple d'échangeurs d'ions de 25 litres précédé de charbons actifs.
Les coûts de fonctionnement sont les suivants :
- Consommation d'énergie pour l'alimentation des échangeurs d'ions.
- Coût des résines : 3 à 4,5 € HT le litre pour des résines standards.
- Coût de régénération des résines : 1,5 à 2,3 € HT le litre en plus du transport.