Industrie du papier et de la cellulose

Ces deux types d'industrie sont normallement séparé. La cellulose. L'industrie de la cellulose (ou pâte à papier, matière première du papier) et l'industrie du papier ne produisent pas les mêmes eaux usées. Il y a aussi une troisième industries dans le même domaine, celle du recyclage du papier.

Procédé de production, industrie de la pâte à papier

La composition en polluants dans les eaux usées de l'industrie du papier dépend du type de matière première utilisée. Pour produire du papier on utilise du boie, de la bagasse (résidus de cannes à sucre), du chanvre, de la paille...Il existe 5 procédures de base pour la production industrielle de papier. Il peut ou non y avoir blanchiment du papier.

Si il y a une étape de blanchiment, elle consite à éliminer la lignine. De ce fait on obtient un papier plus blanc. La couleur dépend aussi des différents types de bois, ou autres matériaux utilisés. Cette étape a le désavantage de charger davantage l'environnement car on y utilise des produit chimiques telle que le chlore ou le dioxide de chlore.

L'obtention de la pâte à papier peut se faire par la voie mécanique ou par la voie chimique. Il existe aussi des voies intermédiaires: semi chimiques.

Procédés chimiques

Pour produire du papier fin ou du papier d'impression, il existe deux procédés chimiques.

Le procédé Kraft qui est un procédé alcalin. La lignine est "craquée" par NaOH ou Na₂S, ce qui est très efficace pour différent type de bois et spécialement sur le bois qui contient des pollutions.

Le désavantage est le problème d'odeur, du aux thiols et aux sulfures. la pâte sera aussi plus difficile à blanchir que celle obtenue par le second procédé.

Les eaux de process de ce procédé contiennent du SO₂ et le pH est compris entre 8 et 9. La DBO (demande biologique en oxygène) et la DCO (demande chimique en oxygène) dépendent du type de bois. Normallement la DBO₅ est comprise entre 1- 2 g/L, et la DCO est comprise entre 4 et 7 g/L.

Le procédé au bisulfite est une procédure basée sur les acides. On n'obtient pas le même résultat qu'avec le procédé alcalin. Le papier est notamment blanchit plus facilement. Ce procédé pose des problèmes d'élimination des effluents. De plus Les branches et les écorces perturbent le processus chimique de même que la résine.

Avec ce procédé on ne produit plus les thiols et sulfure non désirés.

Procédés semi-chimiques

On utilise la plupart du temps le procédé semichimique au sulfite neutre ( NSSC Neutral Sulphite Semichemical). Le rendement de ce procédé est d'environ 75%,

pour le pappier journal on utilise en général procédé TMP (Thermo-Mechanical Process/procédé thermo mécanique).

Le nouveau procédé CTMP (Chemi-Thermo-Mechanical Process/ chimicothermomécanique) est hautement efficace (approx. 95%) et la consommation d'eau est plus faible que dans les autres procédés décrits, mais ce procédé nécessite plus d'énergie pour produire la pâte à papier.

Dans les usines modernes de pâte à papier les eaux usées contiennent en général:

les solutions blanchissantes
les solutions de lavage
les condensats

La quantité d'eau qui doit être traitée est très importante

approx. 30m³/t pâte avec les procédés mécaniques et jusqu'à 150 m³/t pâte avec les procédés chimiques. les eaux usées contiennent de 10 à 30% de fibres, fibrilles et CaCO₃
La DBO₅ et la DCO varient selon le type de bois (DBO₅- 100- 1.000mg/L; CDO- 300- 4.000mg/L)

Les eaux usées sont traitées par un traitement biologique: anaérobie, boues activées, disques biologiques.

Eaux usées du papier

Le papier est produit à partir de pâte à papier "neuve" ou recyclée. Selon la qualité de la pâte, on l'utilise pour produire différente sorte de papier. Lors de procédé de production du papier on ajoute à la pâte du kaolin, du CaCO₃, du talc et/ou du TiO₂ pour donner au papier une couleur plus blanche.

On utilise aussi des produits chimiques tels que des mastics organiques (amidon,latex), des couleurs, du sulfate d'aluminium... pour donner au papier différentes propriétés ou simplifier le procédé.

Le papier peut être décoloré, pour cela il y a deux procédés différents: laver la pâte avec de grandes quantité d'eau ou laver la pâte avec une faible quantité d'eau an ajoutant des additifs tels que des silicates de sodium, du carbonate de sodium, des acides gras ou des détergents.

Recyclage du papier

La pâte peut aussi obtenu à partir de papier recyclé. Mais du fait de la couleur sur les vieux papiers, la pâte doit être blanchie. On peut utilisé les procédés suivants:

Selon l'agent de blanchiment qu'on utilise on devra traiter les eaux usées. Blanchir avec des peroxides, de l'oxygène et de l'ozone n'est pas aussi efficace que d'utiliser du chlore ou du dioxide de chlore, mais l'eau est alors peu ou pas polluée. En utilisant le chlore ou le dioxide de chlore, l'eau contient des agents qui augmente la quantité de produits organo-chloré (AOX absorbable organic halogen). D'un autre côté le blanchiment est plus efficace.

Les eaux usées du recyclage de papier contiennent aussi des particules que l'on doit filtrer. Les restes de plastiques, de métaux ( trombone...) et autres doivent être éliminer.