Principaux enjeux environnementaux
solvants
Les solvants organiques sont utilisés pour un certain nombre d'applications dans l'industrie de l'imprimerie. Les principales utilisations comprennent les solvants de nettoyage pour les presses et autres équipements, les agents solubilisants dans les encres et les additifs dans les solutions de mouillage. En plus des préoccupations générales concernant les émissions de composés organiques volatils (COV), certains composants de solvants potentiels peuvent être persistants dans l'environnement ou avoir un potentiel élevé d'appauvrissement de la couche d'ozone.
Argent
Lors du traitement photographique en noir et blanc et en couleur, de l'argent est libéré dans certaines des solutions de traitement. Il est important de comprendre la toxicologie environnementale de l'argent afin que ces solutions puissent être correctement manipulées et éliminées. Alors que l'ion argent libre est hautement toxique pour la vie aquatique, sa toxicité est beaucoup plus faible sous une forme complexée comme dans les effluents de phototraitement. Le chlorure d'argent, le thiosulfate d'argent et le sulfure d'argent, qui sont des formes d'argent couramment observées dans le phototraitement, sont plus de quatre ordres de grandeur moins toxiques que le nitrate d'argent. L'argent a une grande affinité pour les matières organiques, la boue, l'argile et d'autres matières présentes dans les environnements naturels, ce qui réduit son impact potentiel sur les systèmes aquatiques. Compte tenu du niveau extrêmement faible d'ions argent libres présents dans les effluents de phototraitement ou dans les eaux naturelles, la technologie de contrôle appropriée à l'argent complexé est suffisamment protectrice de l'environnement.
Autres caractéristiques des effluents de phototraitement
La composition des effluents photographiques varie en fonction des processus en cours : noir et blanc, inversion couleur, négatif/positif couleur ou une combinaison de ceux-ci. L'eau comprend 90 à 99 % du volume d'effluent, la majorité du reste étant des sels inorganiques qui fonctionnent comme des tampons et des agents fixateurs (solubilisants à l'halogénure d'argent), des chélates de fer, tels que l'acide Feéthylène diamine tétraacétique, et des molécules organiques qui servent d'agents de développement et d'anti-oxydants. Le fer et l'argent sont les principaux métaux présents.
Déchets solides
Chaque composante des industries de l'impression, de la photographie et de la reproduction génère des déchets solides. Il peut s'agir de déchets d'emballage tels que le carton et le plastique, de consommables tels que des cartouches de toner ou de déchets d'opérations tels que du papier brouillon ou du film. La pression croissante sur les générateurs industriels de déchets solides a conduit les entreprises à examiner attentivement les options pour réduire les déchets solides par la réduction, la réutilisation ou le recyclage.
Matériel
L'équipement joue un rôle évident dans la détermination de l'impact environnemental des procédés utilisés dans les industries de l'imprimerie, de la photographie et de la reproduction. Au-delà de cela, l'examen minutieux s'intensifie sur d'autres aspects de l'équipement. Un exemple est l'efficacité énergétique, qui renvoie à l'impact environnemental de la production d'énergie. Un autre exemple est la «législation sur la reprise», qui oblige les fabricants à récupérer l'équipement pour une élimination appropriée après sa durée de vie commerciale utile.
Technologies de contrôle
L'efficacité d'une méthodologie de contrôle donnée peut être très dépendante des processus d'exploitation spécifiques d'une installation, de la taille de cette installation et du niveau de contrôle nécessaire.
Technologies de contrôle des solvants
L'utilisation de solvants peut être réduite de plusieurs manières. Les composants plus volatils, tels que l'alcool isopropylique, peuvent être remplacés par des composés ayant une pression de vapeur plus faible. Dans certaines situations, les encres et les lavages à base de solvant peuvent être remplacés par des matériaux à base d'eau. De nombreuses applications d'impression nécessitent des améliorations dans les options à base d'eau pour concurrencer efficacement les matériaux à base de solvants. La technologie des encres à haute teneur en solides peut également entraîner une réduction de l'utilisation de solvants organiques.
Les émissions de solvants peuvent être réduites en réduisant la température des solutions de mouillage ou de mouillage. Dans des applications limitées, les solvants peuvent être capturés sur des matériaux adsorbants tels que le charbon actif et réutilisés. Dans d'autres cas, les fenêtres d'exploitation sont trop strictes pour permettre aux solvants capturés d'être réutilisés directement, mais ils peuvent être récupérés pour être recyclés hors site. Les émissions de solvants peuvent être concentrées dans les systèmes de condenseur. Ces systèmes sont constitués d'échangeurs de chaleur suivis d'un filtre ou d'un précipitateur électrostatique. Le condensat passe par un séparateur huile-eau avant d'être finalement éliminé.
Dans les opérations plus importantes, les incinérateurs (parfois appelés postcombustion) peuvent être utilisés pour détruire les solvants émis. Le platine ou d'autres matériaux en métaux précieux peuvent être utilisés pour catalyser le processus thermique. Les systèmes non catalysés doivent fonctionner à des températures plus élevées mais ne sont pas sensibles aux processus qui peuvent empoisonner les catalyseurs. La récupération de chaleur est généralement nécessaire pour rendre les systèmes non catalysés rentables.
Technologies de récupération d'argent
Le niveau de récupération d'argent à partir du photoeffluent est contrôlé par l'économie de la récupération et/ou par les réglementations de rejet de solution. Les principales techniques de récupération de l'argent comprennent l'électrolyse, la précipitation, le remplacement métallique et l'échange d'ions.
Dans la récupération électrolytique, le courant passe à travers la solution contenant de l'argent et l'argent métallique est plaqué sur la cathode, généralement une plaque d'acier inoxydable. Le flocon d'argent est récolté par flexion, écaillage ou grattage et envoyé à un raffineur pour être réutilisé. Tenter d'abaisser le niveau d'argent de la solution résiduelle de manière significative en dessous de 200 mg/l est inefficace et peut entraîner la formation de sulfure d'argent indésirable ou de sous-produits sulfureux nocifs. Les cellules à lit garni sont capables de réduire l'argent à des niveaux inférieurs, mais sont plus complexes et plus coûteuses que les cellules à électrodes bidimensionnelles.
L'argent peut être récupéré de la solution par précipitation avec une matière qui forme un sel d'argent insoluble. Les agents précipitants les plus courants sont la trimercaptotriazine trisodique (TMT) et divers sels sulfurés. Si un sel de sulfure est utilisé, des précautions doivent être prises pour éviter la génération de sulfure d'hydrogène hautement toxique. Le TMT est une alternative intrinsèquement plus sûre récemment introduite dans l'industrie du phototraitement. Les précipitations ont une efficacité de récupération supérieure à 99 %.
Les cartouches de remplacement métalliques (MRC) permettent l'écoulement de la solution argentifère sur un dépôt filamenteux de fer métallique. L'ion argent est réduit en argent métallique lorsque le fer est oxydé en espèces ioniques solubles. La boue d'argent métallique se dépose au fond de la cartouche. Les MRC ne sont pas appropriées dans les zones où le fer dans les effluents est un problème. Cette méthode a une efficacité de récupération supérieure à 95 %.
Dans l'échange d'ions, les complexes anioniques de thiosulfate d'argent échangent avec d'autres anions sur un lit de résine. Lorsque la capacité du lit de résine est épuisée, une capacité supplémentaire est régénérée en éliminant l'argent avec une solution concentrée de thiosulfate ou en convertissant l'argent en sulfure d'argent dans des conditions acides. Dans des conditions bien contrôlées, cette technique peut abaisser l'argent en dessous de 1 mg/l. Cependant, l'échange d'ions ne peut être utilisé que sur des solutions diluées dans de l'argent et du thiosulfate. La colonne est extrêmement sensible au stripage si la concentration en thiosulfate de l'influent est trop élevée. En outre, la technique est très exigeante en main-d'œuvre et en équipement, ce qui la rend coûteuse en pratique.
Autres technologies de contrôle des photoeffluents
La méthode la plus rentable pour traiter les effluents photographiques consiste à effectuer un traitement biologique dans une usine de traitement secondaire des déchets (souvent appelée station de traitement publique ou POTW). Plusieurs constituants ou paramètres des effluents photographiques peuvent être réglementés par des autorisations de rejet à l'égout. En plus de l'argent, d'autres paramètres régulés communs incluent le pH, la demande chimique en oxygène, la demande biologique en oxygène et le total des solides dissous. Plusieurs études ont démontré que les déchets de phototraitement (y compris la petite quantité d'argent restant après une récupération raisonnable de l'argent) après le traitement biologique ne devraient pas avoir d'effet négatif sur les eaux réceptrices.
D'autres technologies ont été appliquées aux déchets de phototraitement. Le transport pour traitement dans des incinérateurs, des fours à ciment ou d'autres éliminations ultimes est pratiqué dans certaines régions du monde. Certains laboratoires réduisent le volume de solution à évacuer par évaporation ou distillation. D'autres techniques oxydantes telles que l'ozonation, l'électrolyse, l'oxydation chimique et l'oxydation à l'air humide ont été appliquées aux effluents de phototraitement.
Une autre source majeure de réduction de la charge environnementale est la réduction à la source. Le niveau d'argent enduit par mètre carré dans les produits sensibilisés diminue régulièrement à mesure que de nouvelles générations de produits arrivent sur le marché. À mesure que les niveaux d'argent dans les supports diminuent, la quantité de produits chimiques nécessaires pour traiter une zone donnée de film ou de papier a également diminué. La régénération et la réutilisation des débordements de solution ont également entraîné une réduction de la charge environnementale par image. Par exemple, la quantité d'agent de développement couleur nécessaire pour traiter un mètre carré de papier couleur en 1996 est inférieure à 20 % de celle requise en 1980.
Minimisation des déchets solides
Le désir de minimiser les déchets solides encourage les efforts de recyclage et de réutilisation des matériaux plutôt que de les jeter dans des décharges. Des programmes de recyclage existent pour les cartouches de toner, les cassettes de film, les appareils photo à usage unique, etc. Le recyclage et la réutilisation des emballages sont également de plus en plus répandus. Davantage d'emballages et de pièces d'équipement sont étiquetés de manière appropriée pour permettre des programmes de recyclage des matériaux plus efficaces.
Conception d'analyse de cycle de vie pour l'environnement
Toutes les questions abordées ci-dessus ont entraîné une prise en compte croissante du cycle de vie complet d'un produit, de l'approvisionnement en ressources naturelles à la création des produits, en passant par la gestion des problèmes de fin de vie de ces produits. Deux outils analytiques connexes, l'analyse du cycle de vie et la conception pour l'environnement, sont utilisés pour intégrer les questions environnementales dans le processus de prise de décision dans la conception, le développement et la vente des produits. L'analyse du cycle de vie prend en considération tous les intrants et flux de matières d'un produit ou d'un processus et tente de mesurer quantitativement l'impact sur l'environnement des différentes options. La conception pour l'environnement prend en considération divers aspects de la conception du produit tels que la recyclabilité, la réusinage, etc., afin de minimiser l'impact sur l'environnement de la production ou de l'élimination de l'équipement en question.