Utilisation des enzymes pour le traitement des déchets solides et des effluents des industries des pâtes et papiers

Abstract

La première partie du présent document met une emphase sur l'hydrolyse enzymatique des déchets solides des pâtes et papiers dans le but de produire des sucres réduits. La saccharification de ces solides représente une alternative quant à la disposition conventionnelle des résidus, c'est-à­dire par incinération et enfouissement, et offre une solution au problème du recyclage du papier. Tout en réduisant le volume de déchets à enfouir ou brûler, le traitement à l'aide d'enzymes permet de valoriser des déchets cellulosiques abondants qui deviennent alors une source intéressante de nourriture (sucres, protéines), de produits chimiques (alcools, acides organiques) et d'énergie (méthane). Les cas pratiques cités traitent de la saccharification de pâtes chimiques et mécaniques, de papiers journaux, de papiers à ordinateur, de contenants de lait, de copeaux et de sciure de bois mou. Les déchets solides doivent subir des prétraitements afin d'être plus accessibles à l'action des enzymes: le broyage demeure la méthode la plus fréquemment utilisée et la plus efficace. Les études mentionnées dans ce travail font état de plusieurs sources de cellulases: le Trichoderma viride et ses mutants, le Trichoderma reesei et l'Aspergillus niger, afin de comparer leur efficacité et leur rendement pour la dégradation de la cellulose. L'hydrolyse enzymatique pour des différents types de déchets permet d'obtenir 50 à 90 % de saccharification de la cellulose. Pour le traitement des eaux usées, les enzymes sont utilisées pour dégrader les composés issus de la lignine et ses dérivés, l'amidon et les solides en suspension, afin de réduire la coloration et la turbidité de ces effluents. La pe roxydase du raifort en présence du peroxyde d'hydrogène enlève à plus de 99 % plusieurs types de phénols et d'amines aromatiques. Elle permet également d'utiliser dix fois moins de chaux pour la précipitation des produits colorés. L'alpha et la bêta-amylase possèdent la capacité de réduire la turbidité des effluents en dégradant la molécule d'amidon, et inhibant ainsi son pouvoir de dispersion des solides en suspensions colloïdales. On peut également utiliser ces enzymes avec de l'alun pour effectuer la coagulation des matières en suspension. Utilisées seules, elles éliminent plus de 90 % des solides, alors qu'en présence d'alun elles permettent une diminution de 34-46 % de la quantité de coagulant requis pour obtenir la même diminution de matières en suspension. La laccase permet de traiter les phénols chlorés et non chlorés, et une de ses fractions, la laccase III, offre les meilleures performances d'enlèvement de ces composés.