Devenir de l’arsenic dans une papeterie : étude de cas

Arsenic fate in a pulp and paper mill : a case study

• Auteur / Autrice : Clémence Michon
• Direction : Marie-Noëlle Pons, Pascale Bauda
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et des produits
• Date : Soutenance le 04/02/2011
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire réactions et génie des procédés
• Jury : Président / Présidente : Marie-Claire Lett
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Noëlle Pons, Pascale Bauda, Marie-Claire Lett, Marc Aurousseau, Christophe Dagot, Martine Bortolotti
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marc Aurousseau, Christophe Dagot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cendres

Eau -- Stations de traitement

Papeteries (usines)

Arsenic

Mots clés libres

Arsenic

Papeterie

Désencrage

Station d’épuration

Cendres

Arsenic

Pulp and paper mill

Deinking process

Wastewater treatment plant

Ashes

Résumé

Les objectifs de ce travail étaient de déterminer les sources et le devenir de l’arsenic dans une papeterie vosgienne, et en particulier dans sa station d’épuration, afin de comprendre les variations de la concentration en arsenic dans l’effluent traité par la station et rejeté dans la Moselle.Les papiers récupérés utilisés pour la production de pâte désencrée représentent la source majoritaire d’arsenic pour la papeterie, puis les combustibles incinérés dans le secteur énergie. Les sorties majoritaires sont les cendres produites par le secteur énergie, puis le papier produit. Le devenir de l’arsenic dans le procédé de désencrage est complexe et implique des phénomènes de transfert entre le circuit de la pâte à papier et le circuit des eaux. L’arsenic présent dans les eaux blanches semble provenir des matières en suspension. Des dysfonctionnements dans le secteur énergie ont causé le départ de cendres produites dans la chaudière à la station d’épuration via les eaux de lavage du laveur de fumées. Ces cendres peuvent avoir une concentration en arsenic très importante et pourraient être l’une des causes des dépassements de la limite de rejet en arsenic. La station d’épuration peut éliminer de la phase aqueuse jusqu’à 50 % de l’arsenic entrant à la station après neutralisation/décantation et traitement par boues activées. Un traitement tertiaire par coagulation (par des sels d’aluminium) / floculation / flottation permet de diminuer encore la concentration en arsenic dans le rejet en fonction des conditions de fonctionnement

This study was about the sources and the fate of arsenic in a pulp and paper mill located in the Vosges, and particularly in the wastewater treatment plant, in order to understand the variations of the arsenic concentration in the treated effluent discharged in the Moselle River.The recovered papers used for the production of deinked pulp are the main source of arsenic for the pulp and paper mill, followed by the solid fuels incinerated in the boiler of the energy area of the mill. The main outputs are the ashes produced by the boiler, then the produced paper. The fate of the arsenic in the deinking process is complex and involves transfer phenomena between the pulp and the white water of the process. Arsenic present in white water could come from the suspended solids. Malfunctions in the energy area have caused the departure of ashes to the wastewater treatment plant via the washing water of the flue gas washer. Those ashes may contain a high arsenic concentration and could be one of the sources of the large variations of the arsenic concentration in the effluent of the wastewater treatment plant. This wastewater treatment plant is able to eliminate up to 50% of arsenic of the effluent thanks to neutralization/decantation and biotreatment by activated sludge. A tertiary treatment by coagulation (with aluminum salts) / flocculation / flotation permits to decrease the arsenic concentration in the effluent according to the operating conditions