Par Matthias Vanheerentals

Conférence organisée par Centexbel sur les sociétés de gestion des ressources aquatiques

Début mars, Centexbel, en collaboration avec FlandersFood et Fevia, organisait un atelier sur la gestion interne des ressources aquatiques dans les entreprises. Il y avait quatre conférenciers, chacun spécialisé dans sa propre thématique. De nombreuses perspectives s’en sont dégagées.

Les ateliers faisaient partie du projet Smart WaterUse. C’est un projet collectif qui se penche sur la lutte contre les risques liés à l’eau et l’utilisation intelligente de l’eau au sein des secteurs de l’alimentation, de l’aquaculture, du textile et du tourisme. Le site waterbarometer.be propose aux entreprises un outil gratuit pour cartographier et optimiser leur bilan hydrique. Robbie Knaepen de PCA-water, une entreprise belge spécialisée dans le développement et la construction sur mesure de stations industrielles d’épuration des eaux, informait le public sur certaines techniques de prétraitement des eaux de process. Knaepen voit une tendance vers davantage d’usage d’évaporateurs sous vide pour la purification et la réutilisation des eaux usées. Cette technologie peut être utilisée pour les débits de 240 litres à 80 mètres cubes par jour. « L’eau est évaporée puis recondensée, de sorte à obtenir à nouveau de l’eau propre », explique Knaepen. « Il existe des évaporateurs haute et basse température. Ceux à basse température consomment plus d’énergie mais sont beaucoup plus faciles à entretenir. En outre, un évaporateur est assez compact et ne nécessite qu’un follow-up restreint. Des évaporateurs étaient même utilisés pour épurer de petits volumes d’eau de pluie. C’était moins cher qu’une installation complète de filtres. »

Filtration membranaire

Knaepen constate que la filtration membranaire est également de plus en plus en usage. PCA-water a réalisé un joli cas d’école chez une entreprise qui nettoie des échangeurs thermiques à 3 000 bar. « L’investissement était limité », explique Knaepen. « Grâce à l’ultrafiltration, environ 90 % de l’eau peut être réutilisée. Avec ce procédé, les matières en suspension supérieures à 0,02 µm sont séparées. L’inconvénient de la technologie membranaire est que le flux est concentré. Cette perte d’eau est d’environ 10 % en ultrafiltration et est un peu plus élevée avec une nanofiltration ou une OI (osmose inverse). Une nanofiltration est moins sélective qu’une OI. Avec cette dernière, l’eau obtenue est de 15 à 20 microsiemens et avec la nanofiltration, l’on s’oriente vers 70 et 80 microsiemens. » La technologie membranaire est de plus en plus utilisée avec un antitartre, de sorte qu’aucun adoucisseur d’eau ne s’impose, note Knaepen. « Il est important d’adoucir préalablement ou d’ajouter un antitartre à l’eau d’adduction », explique Knaepen. « L’antitartre aura pour effet que le calcium et le magnésium ne se déposent pas sur la membrane. Si l’on ajoute cette petite dose, plus aucun adoucissant ne s’impose par la suite. L’antitartre est depuis peu de plus en plus utilisé pour les grosses installations, au-dessus de 2 à 3 mètres cubes par heure, comme alternative à l’adoucisseur d’eau. »

Petits volumes

PCA-water a des clients qui utilisent l’OI pour 5 mètres cubes pendant 10 heures par jour et qui installent un antitartre ; l’amortissement était réalisé en un an. « Nous avons des clients qui traitent 10 mètres cubes pendant 10 heures par jour et ils n’utilisent que 1 000 litres d’antitartre par an », explique Knaepen. « Le prix unitaire n’est pas bon marché, mais la consommation est très faible, ce qui le rend moins cher que le sel. En termes de coût d’investissement et de consommation, un antitartre est très intéressant. Le sel devient superflu. Sa consommation revient beaucoup moins chère que celle du sel. Aucun personnel n’est non plus requis pour transporter les sacs de sel. Le sel contient beaucoup de chlorures, ce qui peut causer des problèmes au phase de rejet. » Enfin, un échangeur d’ions sélectif est parfois utilisé pour éliminer des éléments spécifiques de l’eau. « Dans de nombreux cas, il s’agit de deux métaux lourds dignes d’intérêt », déclare Knaepen. « Avec un tel échangeur d’ions, l’on peut éliminer la concentration résiduelle des eaux usées. Nous avons par exemple déjà réalisé des projets dans une usine de galvanisation où nous avons extrait le zinc de l’eau de pluie. Dans un autre cas, nous avons retiré de l’argent d’un flux de déchets. » PCA-water dispose également d’installations pour éliminer les PFAS. « Nous pouvons appliquer différentes techniques en fonction de la concentration de PFAS dans l’eau à traiter. S’il y a de très fortes concentrations au départ, nous faisons d’abord une sorte d’élimination grossière. Ensuite, nous avons une deuxième étape (“pollishing”) par laquelle nous pouvons abaisser la concentration de PFAS à quelques nanogrammes par litre. Si les concentrations originelles sont relativement plus faibles (quelques dizaines de µg/l), la première étape n’est pas nécessaire et nous nous limitons à l’étape du pollishing. »

NOAH Water Solutions

Dries Parmentier de NOAH Water Solutions a donné plus d’informations sur le traitement des eaux usées au moyen de la purification électrochimique de l’eau et en particulier sur l’électrocoagulation, une technique qui permet de doser électriquement un coagulant. Dans cette technique, le fer ou l’aluminium coagulant est libéré électro-chimiquement. « Aucun produit chimique n’est requis pour ce faire », déclare Parmentier. « Les résultats sont probants. L’effet secondaire est une désinfection complète. En raison du processus de purification électrochimique, l’installation peut être facilement mise en marche et arrêtée. L’entretien est convivial. Nous ne devons que remplacer des électrodes ou des pompes. Aucune membrane n’est présente requérant un nettoyage systématique. » Par application de l’électrocoagulation un degré de pureté accru des eaux usées peut être atteint. Cela rend également possible la réutilisation de l’eau. « L’on extrait très facilement les métaux lourds, les DCO en suspension, la DCO récalcitrante, les phosphates, toutes sortes de colorants… », précise Parmentier. « Nous pouvons aussi éliminer les pollutions les plus lourdes. L’intérêt pour la coagulation comme technique alternative d’épuration de l’eau s’est accru ces dernières années, tant dans le secteur alimentaire que textile. Au début, on voyait surtout des entreprises qui avaient du mal à respecter leurs normes de rejet. Depuis la guerre en Ukraine, nous avons reçu beaucoup de questions d’entreprises qui veulent remplacer la consommation de produits chimiques car les prix de ces derniers se sont envolés. Nous constatons également l’engouement croissant pour les installations compactes. Au lieu de commercialiser nous-mêmes notre technologie, nous nous concentrons désormais de plus en plus sur la collaboration avec d’autres organisations. Le résultat se décline par une offre d’installations beaucoup moins chères. »

Décoloration

NOAH Water Solutions a réalisé de nombreux projets à citer, dont la décoloration notamment. L’entreprise a par exemple réalisé un projet dans une entreprise allemande qui colore des pièces imprimées en 3D dans un tambour de lavage. Ce dernier produit 1 mètre cube d’eau usée par semaine. Elle est très concentrée en DCO et en chrome et elle ne peut pas être rejetée à l’égout. « Avec notre installation, nous pouvons complètement purifier cette eau en respectant toutes les normes de rejet, sans ajout de produits chimiques », déclare Parmentier. « À un stade ultérieur, nous veillerons à ce que l’eau puisse également être réutilisée. » NOAH Water Solutions a également réalisé un projet intéressant d’élimination des PFAS. « Nous constatons de bons résultats de purification avec l’électrocoagulation de l’aluminium pour l’élimination des grosses molécules de PFAS. » Cependant, selon Parmentier, l’électro-oxydation fonctionne mieux pour éliminer les PFAS car elle supprime également les petites chaînes de PFAS, à savoir C6, C5 et C4. « La consommation d’électricité avec l’oxydation est légèrement plus élevée. Toutefois, nous n’obtenons pas de formation de mousse/boue, éludant ainsi le coût du traitement des boues. L’électrocoagulation pour l’élimination du PFAS est toujours intéressante lorsque l’élimination simultanée du métal est requise. Pour les valeurs résiduelles, l’utilisation du charbon actif est toujours possible. La consommation sera bien moindre car toutes les principales chaînes COD et PFAS ont alors déjà été supprimées. » NOAH Water Solutions investit également beaucoup de temps et d’énergie dans une unité sanitaire, une combinaison d’électro-oxydation et d’électrocoagulation. « Nous voulons épurer à la source, à un débit plus faible », explique Parmentier. « Cela évite les émissions de méthane et d’azote qui se produisent dans les fosses septiques lorsque l’eau sanitaire est stockée pendant une période prolongée. L’eau résiduelle répond alors à toutes les normes de rejet. Nous pouvons par exemple très facilement éliminer l’azote organique. Notre installation est facile à poser et à enlever. » L’unité est en cours de développement pour une utilisation sur les trains et les bateaux. Cet été, l’unité sanitaire sera exposée dans les festivals.

Capteurs

Jo Wouters d’Olpas a fait la démonstration d’un capteur développé en interne, utilisé pour la mesure directe des matières en suspension dans l’eau. L’application est principalement dédiée à l’épuration de l’eau, mais également à la surveillance de la qualité de l’eau lors du captage des eaux de surface. Le capteur mesure la charge polluante de l’eau, les concentrations en boues actives et la déshydratation des boues. « C’est plus qu’intéressant », déclare Wouters. « Il n’y a actuellement aucune bonne solution pour cela. » C’est un petit capteur facile à installer. « Le capteur fonctionne indépendamment de la turbidité ou de la couleur du liquide », stipule Wouters. « Supposons que le capteur soit un peu sale, il peut toujours mesurer à travers la pollution. En effet, nous travaillons avec une impulsion ultrasonique. La technologie est adaptée aux températures élevées – même jusqu’à 600 degrés – et à la haute pression, jusqu’à 30 bar. Des mesures peuvent être effectuées pour de très faibles concentrations. Ce qui convient pour les mesures d’effluents et les applications en laboratoire jusqu’à des concentrations élevées de plus de 10 % de solides. Vu que les mesures sont moins influencées par la saleté, le capteur est également très approprié pour les mesures de centrat et même les mesures d’influent. »

Projets

Olpas a réalisé de nombreux projets pour Aquafin, les offices des eaux néerlandais et des clients commerciaux, comme par exemple une entreprise de transformation de pommes de terre. Il y a aussi de l’intérêt en dehors de l’Europe. « Notre capteur sera utilisé par une entreprise chimique qui fabrique de l’acrylique et qui démarre une nouvelle ligne », explique Wouters. « Ils veulent utiliser le capteur pour déterminer la quantité de granulés de polyéthylène ajoutés au solvant. » À l’avenir, le capteur devra également être capable de mesurer le polymère résiduel pour un contrôle optimal du processus de déshydratation des boues. « Nous pensons également que nous pourrons utiliser la technologie sans que le capteur entre en contact direct avec le liquide », déclare Wouters. « Nous devrons à cet effet pouvoir mesurer le liquide à travers le tube. Cela pourrait être très pertinent dans l’industrie alimentaire et pharmaceutique. Nous ne l’avons pas encore fait, mais techniquement, cela devrait fonctionner. En outre, nous voulons également simplifier notre capteur et en faire la télésurveillance. Nous pourrons alors l’utiliser pour des mesures de sédiments ou de matières en suspension dans les eaux de surface des rivières et des ruisseaux ou dans les déversoirs du réseau d’égouts. »

Gestion de l’eau adaptée au climat

Jan De Niel d’Hydroscan, un pionnier de la modélisation intégrée de l’eau et des solutions d’eau intelligentes, s’est focalisé lors de sa conférence sur la gestion de l’eau sur site adaptée au climat pour l’industrie. Par des audits et des analyses d’eau, Hydroscan fournit des informations sur les débits d’eau actuels et les besoins en eau d’une entreprise. Ensuite, la société tente de voir comment les débits d’eau peuvent être optimisés pour parvenir à une gestion de l’eau sur site plus durable et plus rentable. Hydroscan se base pour cela sur les trois principes de base de leur Trias Aquatica : (1) réduction de la consommation d’eau par des solutions techniques d’économie d’eau ; (2) l’utilisation maximale des ressources hydriques durables telles que l’eau de pluie ; puis, (3) une gestion proactive et rentable des infrastructures hydriques. Un audit approfondi de l’eau constitue la base des plans de développement ultérieurs dans le domaine de l’eau. Selon De Niel, il est urgent de réaliser une gestion intelligente de l’eau. « Le changement climatique signifie qu’en plus de l’énergie, l’eau devient également une denrée précieuse pour votre entreprise. Dans le cadre du Blue Deal, entre autres, il y a un certain nombre de subventions pour gérer des projets hydriques. Il y a aussi beaucoup de nouvelles législations, comme la réglementation sur les eaux pluviales et le renouvellement de l’évaluation aquatique. » De Niel conseille également aux entreprises d’installer des capteurs. « Avec l’installation de capteurs et d’un “water intelligence box”, vous pouvez surveiller le système et le contrôler intelligemment. »

https://www.flandersfood.com/nl/projecten/smartwateruse

Robby Knaepen de PCA water

« L’antitartre aura pour effet que le calcium et le magnésium ne se déposent pas sur la membrane.

Dries Parmentier de NOAH Water Solutions :

« L’intérêt pour la coagulation comme technique alternative de traitement de l’eau s’est accru ces dernières années. »

Jan De Niel d’Hydroscan :

« Le changement climatique fait de l’eau une denrée précieuse en sus de l’énergie. »