2 procédés expérimentés en conditions réelles

Pour améliorer encore la qualité de ces eaux, une équipe permanente d’ingénieurs Alteo s’est mobilisée ainsi que des partenaires experts en traitements épuratoires.

Grâce à des modifications additionnelles sur les installations ayant permis l’arrêt des rejets solides en mer fin 2015, Alteo a encore baissé de 68% la concentration en métaux en 2017.

Depuis 2015, Alteo a travaillé avec une vingtaine de sociétés innovantes ou start-up proposant des solutions de traitement. Parmi celles-ci, deux technologies ont été expérimentées en conditions réelles :

un traitement par injection de CO₂.

Ce traitement conçu avec Air Liquide et IRH, permet de neutraliser la soude et de précipiter les métaux dissous pour être capable de les séparer.

un traitement par injection de chlorure de magnésium.

Cette technologie, développée par la société Extracthive, consiste en un procédé « bio-inspiré » reproduisant la réaction chimique qui s’opère au contact de l’eau de mer.

Alteo poursuit en parallèle des expérimentations de traitements « de finition » complémentaires. Citons parmi ces technologies : un procédé biologique, un traitement par matériau adsorbant Solvay ou par filtration membranaire

Le choix du traitement de l’effluent au dioxyde de carbone (CO₂)

Ce traitement innovant consiste à injecter du dioxyde de carbone dans l’effluent sur une boucle de recirculation reliée à un bac de neutralisation. Cette technologie permet de neutraliser la soude et de précipiter les métaux dissous pour les séparer. Puis un floculent sépare la matière solide du liquide dans un décanteur.

Future station de traitement des eaux excédentaires au CO₂ avant rejet en mer

Cette installation comprend un décanteur de 21 m de diamètre et traitera un débit de 300 m³/h. Ce procédé unique au monde dans le secteur des alumines représente un investissement de plus de 6 millions d’euros, dont 40% sont financés par l’Agence de l’eau au titre de l’aide à la réduction d’émissions dans le milieu.

En savoir plus sur l’expérimentation dioxyde de carbone avec Air Liquide et IRH

Alteo a réalisé en juillet 2016, un premier pilote industriel en conditions réelles qui consistait à injecter avec une technologie innovante du dioxyde de carbone dans l’effluent.

Ce traitement permet de neutraliser la soude et de précipiter les métaux dissous pour être capable de les séparer.

Les essais de traitement réalisés sur l’installation pilote au CO₂ avaient permis de confirmer que :

• L’unité de filtration sous pression démarrée fin 2015 ne peut pas être utilisée, en plus de son rôle actuel, pour séparer le précipité formé lors de la neutralisation. Une autre technologie de séparation solide-liquide devra être recherchée ;
• La neutralisation au CO₂ a un effet très positif sur l’abattement de l’aluminium, et permettrait d’atteindre les objectifs fixés pour 2021 ;
• Ce procédé n’a pas d’effet significatif sur la DCO et la DBO5 ;
• Il a un effet sur l’abattement de l’arsenic, mais il n’a pas pu être confirmé que cet abattement est suffisant pour garantir en permanence les seuils fixés pour 2021.
  

Un nouveau pilote au CO₂ a été mis en place en novembre 2016 en partenariat avec Air Liquide et le cabinet IRH pour confirmer les points en suspens.

C’est une station de traitement des eaux miniature (débit traité = 500 l/h) qui doit permettre notamment de :

• Tester différentes technologies de séparation solide – liquide ;
  
• Tester des traitements de finition pour atteindre les seuils sur l’ensemble des paramètres qui dérogent aujourd’hui aux seuils généraux de l’arrêté ministériel du 2 février 1998 ;
  
• Dimensionner l’ensemble des équipements qu’il conviendrait de mettre en place pour une installation industrielle ;
  
• Produire suffisamment de résidus solides afin de les caractériser et d’explorer les pistes de réutilisation (notamment le recyclage dans le procédé). En effet, l’un des enjeux majeur du traitement de l’eau est de trouver des utilisations aux résidus solides produits lors du traitement.
  

Le procédé consiste à injecter du CO₂ sur une boucle de recirculation reliée à un bac de neutralisation. Puis différents floculents et coagulants sont testés afin de séparer la matière solide du liquide dans un décanteur (photo ci-contre).

En savoir plus sur l’expérimentation chlorure de magnésium avec Extracthive

Alteo a expérimenté un deuxième pilote industriel en septembre 2016 au sein de l’usine de Gardanne afin de tester en conditions réelles une solution complémentaire pour traiter les eaux résiduelles avant rejet.

« En collaboration avec les équipes d’ALTEO, notre choix s’est porté vers un procédé mettant en œuvre des additifs chimiques non-toxiques et facilement accessibles. Avec l’ajout de chlorure de magnésium (extrait de l’eau de mer), il s’agit de faire précipiter les métaux avant de les filtrer et de ramener le pH de l’effluent final à celui de l’environnement dans lequel il est rejeté. » précise Frédéric GOETTMANN, Président d’EXTRACTHIVE.

Une fois le liquide épuré, l’enjeu est de trouver des filières de traitement ou de réutilisation des matières solides résiduelles générées.

Les essais de traitement réalisés sur l’installation pilote au chlorure de magnésium ont produit les résultats suivants :

Le pilote a permis d’abattre les concentrations en aluminium, en arsenic et le pH   en dessous des seuils généraux de l’arrêté ministériel du 2 février 1998. Toutefois, concernant l’arsenic, les concentrations étaient déjà très basses dans les eaux à traiter, il conviendra de s’assurer que les seuils sont également atteints avec des niveaux de départ plus élevés.

Au vu de ces premiers résultats, la faisabilité industrielle de cette technologie semble dépendre essentiellement du devenir du coproduit formé (l’hydrotalcite). L’objectif est de valoriser ce coproduit dans d’autres filières industrielles.

Les prochaines étapes sur la technologie de traitement au chlorure de magnésium seront :

• D’identifier des filières de réutilisation du précipité formé
• De construire un nouveau pilote capable de traiter quelques mètres cube par heure afin de :
  

- Tester d’autres technologies de séparation solide – liquide,

- Tester des traitements de finition pour atteindre les seuils sur l’ensemble des paramètres qui dérogent aujourd’hui aux seuils généraux de l’arrêté ministériel du 2 février 1998 ;

- Dimensionner l’ensemble des équipements qu’il conviendrait de mettre en place pour une installation industrielle, et notamment le système de contrôle d’injection du chlorure de magnésium.

Alteo partage ses recherches sur la qualité des eaux avec la communauté

Alteo poursuit sa démarche ouverte et constructive de partage d’informations avec les communautés qui l’entourent. A l’occasion de l’installation, en conditions réelles, de dispositifs innovants de traitement de l’eau, Alteo a reçu des élus, des personnalités associatives, des scientifiques et des médias pour partager ces avancées.

Les responsables du projet d’amélioration de la qualité de l’eau ont répondu aux questions sur les essais menés depuis juillet 2016 en partenariat avec des experts en traitements épuratoires. Deux technologies ont été testées :

• La technologie de traitement de l’effluent au dioxyde de carbone, avec Air Liquide et IRH. Ce traitement permet de neutraliser la soude et de précipiter les métaux dissous pour être capable de les séparer.
  
• Le traitement de l’eau au chlorure de magnésium avec Extracthive. Cette technologie, développée par la société Extracthive, consiste en un procédé « bio-inspiré » reproduisant la réaction chimique qui s’opère au contact de l’eau de mer.
  

Parmi les personnalités reçues, citons François-Michel Lambert, député des Bouches-du-Rhône, Claude Jorda, conseiller départemental, Roger Méï, maire de Gardanne, des responsables de France Nature Environnement (photo), Richard Mallié, maire de Bouc-Bel-Air et des conseillers municipaux, Didier Réault et des membres du conseil d’administration du Parc national des Calanques, Pierre Batteau, membre du conseil scientifique du Parc national des Calanques et des chercheurs de l’Observatoire Hommes Milieux du bassin minier de Provence (photo), le professeur Henri Augier, président de l’association Union Calanques Littoral, des membres de l’association des anciens de Pechiney Ugine Kulhmann (photo), des journalistes…

Alteo poursuit sa démarche de recherche collaborative.