Traitement efficace des eaux usées difficiles
Traitement efficace des eaux usées difficiles
L’installation pour Belgoprocess a été délibérément réalisée de la manière la plus compacte possible.
L’installation d’épuration d’eau a d’abord été entièrement construite et testée dans les ateliers Purazur.
Pour le traitement biologique, le choix s’est porté sur un SBR.
Le traitement des eaux usées des sites nucléaires ou des décharges n’est pas une sinécure et pose de sérieux défis à des entreprises telles que Niras-Belgoprocess et Ekosto. Ces dernières se sont alliées à Purazur en vue d’un traitement efficace. Cette filiale de DEME prépare des solutions sophistiquées qui seront bientôt installées dans ces deux entreprises.
Belgoprocess est une filiale de l’ONDRAF (Organisme national des déchets radioactifs et des matières fissiles enrichies). Cette entreprise, basée à Dessel, est spécialisée dans le traitement sûr et socialement responsable des déchets radioactifs et dans le démantèlement d’installations nucléaires. En 2017, l’entreprise a lancé un appel d’offres en vue de traiter une quantité limitée d’eau usée légèrement radioactive. Cette eau est enrichie en azote (sous forme de nitrate) et doit, après traitement, pouvoir être rejetée dans l’installation d’épuration d’eau existante.
Zone contrôlée
« Belgoprocess disposait déjà d’une station d’épuration physico-chimique », explique Daan Beheydt, ingénieur procédé chez Purazur. « Cependant, cette dernière ne se prête pas au traitement d’eaux usées légèrement radioactives et riches en nitrates, pour lesquelles le traitement biologique est une meilleure option. Dans ce dernier, les composants radioactifs se concentrent dans les boues biologiques. En raison de la radioactivité des boues, ces dernières ne peuvent en aucun cas être évacuées et nous utilisons dès lors une filtration membranaire. »
Pour diverses raisons, ce projet représentait un véritable défi pour Purazur. « L’installation devait être réalisée dans un bâtiment existant comportant plusieurs pièces très petites et des possibilités d’accès limitées. Il était de ce fait indispensable de tout dessiner en 3D de manière détaillée (y compris les locaux eux-mêmes). Le plus grand défi était que l’installation devait être réalisée dans une zone contrôlée d’un bâtiment existant. Et les procédures strictes de Belgoprocess garantissent que tout un chacun ne peut y accéder, bien au contraire. Moins vous passez de temps sur le site, mieux c’est. Nous avons dès lors choisi de travailler le plus possible hors site. »
« Le plus grand défi était que l’installation devait être réalisée dans une zone contrôlée d’un bâtiment existant. »
Construction
C’est pourquoi Purazur a choisi de construire l’ensemble de l’installation, délibérément gardée aussi compacte que possible, dans son propre atelier, et de tout y tester sur le plan tant mécanique, électrique qu’informatique. « Ce n’est qu’une fois la construction entièrement approuvée par nous que nous pourrons commencer à penser à l’installation sur place. Nous devrons alors commencer par démonter toute l’installation chez nous (pendant environ une semaine), pour ensuite tout remonter chez Belgoprocess (en deux à trois semaines). Les essais se font avec de l’eau et de la boue ordinaire, car il est bien entendu impossible de tester chez nous de l’eau radioactive. Belgoprocess, qui effectue également toute une série de tests dans son propre laboratoire, nous apporte un soutien considérable dans ce domaine. L’installation ne sera mise en service que si les tests avec de l’eau radioactive indiquent eux aussi qu’elle fonctionne efficacement. »
Pour le traitement biologique, le choix s’est porté sur un SBR (Sequencing Batch Reactor / Réacteur séquentiel discontinu) « Un tel système permet de traiter un débit limité. Pour éviter que des boues ne s’échappent, l’installation est équipée de plaques à membrane. Les boues biologiques, qui s’accumulent en permanence, sont séparées de l’eau dans une centrifugeuse. La fraction solide est ensuite collectée dans des sacs pouvant être scellés hermétiquement. Étant donné que la totalité des matières radioactives aboutit dans les boues biologiques, les effluents sont totalement exempts de substances radioactives et peuvent être évacués sans aucun problème dans l’installation d’épuration des eaux existante. »
Purazur a remporté le projet via un marché public. « Bien sûr, le prix a joué un certain rôle à cet égard, mais ici, ce facteur était absolument secondaire par rapport à l’aspect sécurité. Pour le client, il était d’importance capitale que l’installation fonctionne parfaitement. C’est pourquoi il s’est associé à un partenaire qui attache une grande importance à une approche globale. La communication soutenue entre Belgoprocess et nous-mêmes a été cruciale pour l’avancement de ce projet », conclut Daan Beheydt.
Par Bart Vancauwenberghe
Photos Purazur
www.deme-group.com/nl/purazur/
Ekosto
Il y a quelques années déjà, Purazur a installé une station d’épuration d’eau chez Ekosto nv/sa à Sint-Gillis-Waas (Saint-Gilles-Waes). Cette entreprise utilise l’espace libéré par l’extraction de l’argile, comme centre de stockage de déchets de type sols dangereux et non dangereux, la destination finale étant l’aménagement d’un tout nouveau parcours de golf (Wase Golf).
« Pendant la majeure partie de l’année, notre installation physico-chimique fonctionne bien, de sorte que l’eau y est purifiée à un niveau tel qu’elle peut être évacuée sans problème », explique Jan Hendrickx, également ingénieur procédé chez Purazur. « Nous avons cependant remarqué que des problèmes survenaient périodiquement avec la teneur en azote de l’eau de percolation, ainsi qu’occasionnellement avec d’autres paramètres. Le problème se posait surtout en automne et durant les mois d’hiver. »
À la recherche d’une solution pertinente, les gens de Purazur ont su rapidement qu’un traitement biologique n’était pas envisageable. « Tout d’abord, l’eau ne contient aucun nutriment pour un traitement biologique. Deuxièmement, la biologie ne se prête pas à un traitement périodique : il faut un certain temps pour qu’elle commence à agir, et ensuite le processus ne peut pas s’arrêter comme cela. Dans notre labo nous avons testé différentes possibilités telles que l’échange d’ions, mais en définitive, le choix s’est porté sur la combinaison d’une ultrafiltration et d’une osmose inverse (UF-RO). Cette approche est progressivement en train de devenir un ‘classique’ pour la préparation des eaux de processus, mais elle n’est généralement utilisée que plus rarement pour le traitement des eaux usées, comme c’est le cas pour ce projet. »
Alors que la priorité en matière d’UF-RO pour la production d’eau de processus ou la réutilisation d’eaux usées est principalement axée sur la qualité du perméat, il est particulièrement important, pour le présent projet, de limiter autant que possible la quantité de concentré, car son élimination coûte très cher et il n’y a malheureusement aucune option de réutilisation sur le site pour les eaux usées épurées. « Nous voulons limiter ce flux à un maximum de 10% et le maintenir de préférence au-dessous de 5%, mais c’est très ambitieux. »
Une installation pilote est installée sur le site d’Ekosto depuis début juin. « Sur la base de ces résultats, nous pourrons voir jusqu’où nous pouvons aller dans la concentration poussée des eaux usées. Cela devrait bientôt aboutir à la construction d’une installation UF-RO en vraie grandeur, qui ne fonctionnera que pendant la période où ce sera réellement nécessaire. L’installation pilote traite actuellement quelque 3 m³/h ; la capacité de l’installation en vraie grandeur avoisinera les 10 m³/h », conclut Jan Hendrickx.
