Étude de différentes approches visant au recyclage des eaux de lavage d’un procédé de traitement de contenants de PEHD post-consommation

Ndiaye, Sega Marie (2022). Étude de différentes approches visant au recyclage des eaux de lavage d’un procédé de traitement de contenants de PEHD post-consommation. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La valorisation des matières résiduelles en PEHD nécessite un nettoyage de ces dernières. Ce lavage requiert la consommation d’une grande quantité d’eau. Les contraintes liées aux règlements municipaux obligent l’entreprise à traiter ses eaux. Afin de réduire la consommation d’eau par unité de production, ces eaux de lavage peuvent être recyclées à condition qu’elles ne perturbent pas la filière de valorisation. Dans cette perspective, le projet de recherche vise à évaluer les caractéristiques des eaux de lavage afin d’augmenter le recyclage de la ressource eau.

L’usine Soleno recyclage est spécialisée dans le recyclage et la valorisation de la matière résiduelle plastique en PEHD pour le contrôle et la maîtrise de l’eau pluviale. La finalité du projet est de proposer un classement de scénarios du processus de traitement des eaux de lavage permettant d’augmenter la recirculation de cette eau et donc, de diminuer la consommation de la ressource en eau naturelle. Pour atteindre cette finalité, un premier objectif consiste à quantifier la consommation d’eau de lavage ainsi que les paramètres chimiques et physiques qui la caractérisent. Un second objectif consiste à estimer l’efficience de technologies potentielles pour le traitement des eaux de lavage. Enfin, l’analyse multicritère est l’outil choisi pour troisième objectif. Cet outil permet le classement des technologies selon des critères multidimensionnels (techniques, sociaux, économiques et environnementaux). La complexité du projet et le choix d’une technologie proviennent de l’hétérogénéité de la composition de l’eau de lavage et des interactions des différents composés entre eux par rapport aux procédés de traitement.

La caractérisation a mis en évidence les variations de débits d’eau de lavage (4,6 m3/d- 10,2m3/d) ainsi qu’une forte charge organique peu biodégradable (DBO5/DCO = 30 %). Les caractéristiques de l’eau à traiter sont, pour la DCO, 96 g-O2/L, dont 71% (±3,1%) sont solubles. La concentration de MES est de 28 g/L dont 48% (± 13 g/L) sont volatiles sous forme de MVES. La variation des contaminants est fonction de l’origine de la matière première à recycler et les charges découlent des caractéristiques de production.

Les essais ont mis en évidence qu’un prétraitement à sec des flocons de PEHD avant l’étape de lavage permet de réduire la masse de contaminants à laver et ainsi la charge de l’eau. La nanofiltration, la photocatalyse et l’électrocoagulation permettent d’atteindre les objectifs de traitement, mais présentent des limitations importantes dans le contexte industriel. L’analyse de l’ensemble des résultats montre que le traitement par évaporation suivi d’une condensation associée à la valorisation énergétique des résidus récupérés de l’eau de lavage s’avère le système offrant la plus grande satisfaction pour l’industrie.

Titre traduit

Study of different approaches to recycling wash water from a post-consumer HDPE container treatment process

Résumé traduit

The recovery of HDPE residual materials requires them to be cleaned. This washing requires the consumption of a large quantity of water. The municipality’s regulatory constraints require the company to treat its water. In order to reduce water consumption per production unit, this wash water can be recycled as long as it does not disturb the recovery process. In this perspective, the research project aims to evaluate the characteristics of wash water in order to find an appropriate technology to increase the recycling of the water resource.

The Soleno recycling plant specializes in the recycling and recovery of HDPE plastic waste for the control and management of rainwater. The goal of the project is to propose a ranking of the scenarios of the wash water treatment process which will allow an increase in the recirculation of this water, and to decrease the consumption of the natural water resource. To achieve this goal, the first objective is to quantify the consumption of wash water as well as the chemical and physical parameters that characterize it. The second objective is to estimate the efficiency of potential technologies for the treatment of wash water. Finally, the methodology of the third objective is the use of the satisfaction analysis method, to allow the ranking of technologies according to multidimensional criteria (technical, social, economic and environmental). The complexity of the project and the choice of a technology comes from the heterogeneity of the composition of the wash water and the interactions of the different compounds between them in relation to the treatment processes.

The characterization highlighted the variations of wash water flows (4.6m3/d-10.2m3/d) as well as a high organic load with little biodegradability (BOD5/COD=30%). The characteristics of the water to be treated are, for COD, 96 g-O2/L, of which 71% (±3.1%) are soluble. The SS concentration is 28 g/L of which 48% (± 13 g/L) is volatile in the form of VSS. The variation of the contaminants depends on the origin of the raw material to be recycled and the charges are based on the production characteristics.

Tests have shown that dry pretreatment of HDPE flakes prior to washing reduces the mass of contaminants to be washed as well as the water required. Nanofiltration, photocatalysis and electrocoagulation can achieve the treatment objectives, but have important limitations in the industrial context. The analysis of all the results shows that the treatment by evaporation followed by condensation associated with the energetic recovery of residue from the wash water is the system that offers the greatest satisfaction for the industry.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maitrise avec mémoire en génie de l’environnement". Comprend des références bibliographiques (pages 115-122).
Mots-clés libres:	matières résiduelles, PEHD, valorisation, recyclage, caractérisation, traitement à sec, nanofiltration, électrocoagulation, photocatalyse, évaporation, analyse multicritère
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Hausler, Robert
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie de l'environnement
Date de dépôt:	18 mai 2022 15:11
Dernière modification:	18 mai 2022 15:11
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2972

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