Les eaux usées textiles sont principalement composées d'impuretés naturelles, de graisses, d'amidon et d'autres substances organiques générées lors des procédés de cuisson, de rinçage, de blanchiment, d'encollage, etc. des matières premières. Les eaux usées d'impression et de teinture sont générées par de multiples procédés tels que le lavage, la teinture, l'impression, l'encollage, etc., et contiennent une grande quantité de substances organiques telles que des colorants, de l'amidon, de la cellulose, de la lignine, des détergents, ainsi que des substances inorganiques telles que des alcalis, des sulfures et divers sels, qui sont hautement polluantes.
Caractéristiques des eaux usées d'impression et de teinture
L'industrie de l'impression et de la teinture textile est une importante source de rejets d'eaux usées industrielles. Ces eaux contiennent principalement des impuretés, des graisses, des sels présents sur les fibres textiles, ainsi que diverses boues, colorants, tensioactifs, additifs, acides et bases ajoutés lors du processus de fabrication.
Les eaux usées industrielles se caractérisent par une forte concentration en matières organiques, une composition complexe, une chromaticité intense et variable, d'importantes variations de pH, ainsi que de fortes variations de volume et de qualité. Leur traitement s'avère donc difficile. Avec le développement des textiles en fibres chimiques, l'essor de la soie synthétique et l'amélioration des exigences en matière de finitions d'impression et de teinture, d'importantes quantités de matières organiques réfractaires, telles que les résidus de PVA, les hydrolysats alcalins de rayonne, les nouveaux colorants et les auxiliaires, se retrouvent dans ces eaux usées, complexifiant considérablement les procédés de traitement traditionnels. La concentration en DCO a également augmenté, passant de quelques centaines de milligrammes par litre à 3 000-5 000 mg/l.
Les eaux usées issues de la teinture et du blanchiment présentent une forte saturation et une DCO élevée, notamment celles provenant de procédés d'impression et de teinture tels que le bleu mercerisé, le noir mercerisé, le bleu extra foncé et le noir extra foncé, développés pour le marché étranger. Ce type d'impression et de teinture utilise de grandes quantités de colorants soufrés et d'auxiliaires tels que le sulfure de sodium. Par conséquent, les eaux usées contiennent une quantité importante de sulfures. Un prétraitement médicamenteux, suivi de traitements successifs, est nécessaire pour que ces eaux usées respectent les normes de rejet. Les eaux usées issues du blanchiment et de la teinture contiennent des colorants, des suspensions, des tensioactifs et d'autres auxiliaires. Leur volume est important, mais leur concentration et leur saturation sont faibles. Un traitement physico-chimique seul permet d'obtenir un effluent dont la saturation se situe entre 100 et 200 mg/l, et qui répond aux exigences de rejet, mais la pollution est fortement accrue, le coût du traitement des boues est élevé et le risque de pollution secondaire est important. Compte tenu des exigences strictes en matière de protection de l'environnement, le système de traitement biochimique doit être pleinement envisagé. Les procédés de traitement biologique amélioré conventionnels peuvent répondre aux exigences de traitement.
méthode de traitement chimique
Méthode de coagulation
Il existe principalement deux méthodes de traitement : la sédimentation mixte et la flottation mixte. Les coagulants utilisés sont majoritairement des sels d'aluminium ou de fer. Parmi eux, le chlorure d'aluminium basique (PAC) présente les meilleures performances d'adsorption par pontage, et le sulfate ferreux est le plus économique. Si l'utilisation de coagulants polymères est en hausse à l'étranger, avec une tendance au remplacement des coagulants inorganiques, en Chine, leur coût reste un frein à leur utilisation. Les coagulants polymères faiblement anioniques sont réputés pour leur large spectre d'applications. Associés au sulfate d'aluminium, ils offrent des résultats encore meilleurs. Les principaux avantages de la méthode mixte sont la simplicité du procédé, la facilité d'utilisation et de gestion, un faible investissement en équipement, un encombrement réduit et une grande efficacité de décoloration des colorants hydrophobes. Ses inconvénients résident dans des coûts d'exploitation élevés, une importante production de boues, une déshydratation difficile et une faible efficacité de traitement des colorants hydrophiles.
méthode d'oxydation
La méthode d'oxydation à l'ozone est largement utilisée à l'étranger. Zima SV et al. ont synthétisé le modèle mathématique de la décoloration à l'ozone des eaux usées d'impression et de teinture. Des études ont montré qu'avec une dose d'ozone de 0,886 g O₃/g de colorant, le taux de décoloration des eaux usées contenant un colorant brun clair atteint 80 %. Ces études ont également révélé que la quantité d'ozone requise en fonctionnement continu est supérieure à celle requise en fonctionnement intermittent, et que l'installation de cloisons dans le réacteur permet de réduire cette quantité de 16,7 %. Par conséquent, lors de l'utilisation de la décoloration par oxydation à l'ozone, il est conseillé de concevoir un réacteur à fonctionnement intermittent et d'envisager l'installation de cloisons. Cette méthode permet d'obtenir une bonne décoloration pour la plupart des colorants, mais son efficacité est moindre pour les colorants insolubles dans l'eau, tels que les colorants sulfurés, réducteurs et de revêtement. D'après l'expérience acquise et les résultats obtenus en Chine et à l'étranger, cette méthode présente une bonne efficacité de décoloration, mais elle est très énergivore, ce qui freine sa promotion et son application à grande échelle. La méthode de photo-oxydation présente une efficacité de décoloration élevée pour le traitement des eaux usées d'impression et de teinture, mais les investissements en équipements et la consommation d'énergie doivent encore être réduits.
méthode d'électrolyse
L'électrolyse présente une bonne efficacité pour le traitement des eaux usées d'impression et de teinture contenant des colorants acides, avec un taux de décoloration de 50 à 70 %. Cependant, son efficacité est moindre pour les eaux usées foncées à forte DCO. Des études sur les propriétés électrochimiques des colorants montrent que, lors du traitement électrolytique, l'ordre d'élimination de la DCO est le suivant : colorants soufrés, colorants réducteurs > colorants acides, colorants actifs > colorants neutres, colorants directs > colorants cationiques. Cette méthode est de plus en plus utilisée.
Quels indicateurs faut-il tester pour les eaux usées d'impression et de teinture ?
1. Détection de la DCO
La DCO (demande chimique en oxygène) des eaux usées d'impression et de teinture reflète la quantité d'oxygène nécessaire à l'oxydation et à la décomposition des matières organiques et inorganiques présentes dans ces eaux. La mesure de la DCO permet d'évaluer la teneur en matières organiques des eaux usées, ce qui est particulièrement important pour le dosage de ces matières dans les eaux usées issues de l'impression et de la teinture.
2. Détection de la DBO
La DBO, ou demande biochimique en oxygène, correspond à la quantité d'oxygène nécessaire à la décomposition de la matière organique présente dans les eaux usées par les micro-organismes. La mesure de la DBO permet d'évaluer la teneur en matière organique dégradable par ces micro-organismes dans les eaux usées issues de l'impression et de la teinture, et de caractériser plus précisément leur composition.
3. Détection de la chrominance
La couleur des eaux usées d'impression et de teinture stimule l'œil humain. La détection de la chrominance permet de mesurer le niveau de saturation de ces eaux usées et d'évaluer objectivement leur degré de pollution.
4. Détection de la valeur du pH
Le pH est un indicateur important pour caractériser l'acidité et l'alcalinité des eaux usées. Pour le traitement biologique, le pH a un impact majeur. De manière générale, il doit être maintenu entre 6,5 et 8,5. Un pH trop élevé ou trop bas affectera la croissance et l'activité métabolique des micro-organismes.
5. Détection de l'azote ammoniacal
L'azote ammoniacal est un indicateur courant dans les eaux usées des industries de l'imprimerie et de la teinture, et constitue également un indicateur important de l'azote organique. Il résulte de la décomposition de l'azote organique et inorganique en ammoniac dans ces eaux usées. Un excès d'azote ammoniacal entraîne une accumulation d'azote dans l'eau, ce qui peut facilement provoquer l'eutrophisation des plans d'eau.
6. Détection du phosphore total
Le phosphore total est un sel nutritif important présent dans les eaux usées de l'imprimerie et de la teinture. Un excès de phosphore total entraîne l'eutrophisation des cours d'eau et nuit à leur qualité. Dans ces eaux usées, le phosphore total provient principalement des colorants, des auxiliaires et autres produits chimiques utilisés dans les procédés d'impression et de teinture.
En résumé, les indicateurs de surveillance des eaux usées d'impression et de teinture comprennent principalement la DCO, la DBO, la chromaticité, le pH, l'azote ammoniacal, le phosphore total et d'autres paramètres. Seul un contrôle exhaustif de ces indicateurs et un traitement approprié permettent de maîtriser efficacement la pollution des eaux usées d'impression et de teinture.
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Date de publication : 24 octobre 2024
