Transformation d’eaux usées en eaux d’appoint pour les tours de refroidissement
Transformation d’eaux usées en eaux d’appoint pour les tours de refroidissement
Courbe de dissociation du chlore dans l’eau.
Les différents types d’eaux ne se prêtent pas tous à la préparation d’eaux d’appoint destinées aux tours de refroidissement.
NovoClean Ox désinfecte sans produits chimiques.
Dans l’industrie, les tours de refroidissement sont de grandes consommatrices d’eau. Si de nombreuses entreprises emploient une eau de surface traitée comme eau d’appoint pour leurs tours de refroidissement, un nombre appréciable d’entre elles utilisent encore à cette fin une eau de distribution coûteuse. Néanmoins, en raison de la rareté croissante de l’eau, une réutilisation des diverses ressources hydriques s’impose. « Les solutions intelligentes élaborées par Novochem permettent à l’entreprise de contribuer à la réutilisation des eaux de rejet comme eaux à usage industriel ou comme matière première entrant dans la fabrication de produits finis. Par ailleurs, la réutilisation des ressources hydriques existantes comme eau d’appoint permet de réaliser des économies significatives au niveau des tours de refroidissement », souligne Wouter Hijmans, technical marketing manager auprès de Novochem Water Treatment. « Le dosage précis d’un biocide à action rapide permet en outre de se débarrasser de la légionelle. »
Pendant l’été 2018, la faiblesse des précipitations a provoqué une pénurie d’eau en Belgique comme aux Pays-Bas. Durant la période comprise entre les mois de mai 2018 et de février 2019, les précipitations se sont avérées inférieures à la moyenne aux Pays-Bas. « Conjuguée aux effets de l’été chaud que l’on a connu en 2018, cette situation a engendré une sécheresse qui s’est traduite par une baisse du niveau de la nappe phréatique, par une diminution de l’écoulement des eaux fluviales et par l’interdiction d’irriguer les champs en puisant dans les eaux souterraines ou de surface », déclare Hijmans. « Cette année encore, les experts s’attendent à nouveau à une pénurie d’eau également due au fait que la nappe phréatique n’a pas encore atteint partout son niveau antérieur à la sécheresse de 2018. »
Grandes consommatrices
La consommation d’eau des entreprises industrielles est considérable. Après traitement éventuel au sein d’une installation d’épuration des eaux usées, une grande partie des eaux de rejet se déverse dans les égouts ou les eaux de surface. « À cet égard, les tours de refroidissement peuvent être considérées comme de grandes consommatrices d’eau : la majeure partie des eaux d’appoint s’évapore, le restant quitte les tours de refroidissement sous la forme d’eaux de rejet. L’utilisation de NovoTraqua se concrétise déjà par une réduction significative des eaux de rejet et partant, par une diminution appréciable de la consommation d’eau. Mais en dépit de cette amélioration, les tours de refroidissement n’en demeurent pas moins de grandes consommatrices d’eau. C’est pourquoi la réutilisation des eaux usées provenant d’autres flux de production (installation d’épuration par exemple) comme eaux d’appoint destinées aux tours de refroidissement ne manque pas d’intérêt. Cette approche devrait se traduire par des économies d’eau supplémentaires. »
Conditions
Toutefois, il ne faut pas prendre la réutilisation des eaux à la légère, dans la mesure où il faut impérativement tenir compte d’un certain nombre de facteurs importants. « Il va sans dire que la composition chimique de toute eau à réutiliser doit être adaptée à son usage comme eau d’appoint alimentant une tour de refroidissement. À titre d’exemple, sa teneur en chlorures ne doit pas être trop élevée. Par ailleurs, il faut impérativement procéder à une analyse poussée de la qualité microbiologique de l’eau. Songez par exemple à la légionelle dont on ne peut exclure la présence en quantités significatives dans les effluents d’une installation d’épuration biologique. »
Il suffirait dès lors qu’une tour de refroidissement présente des conditions propices à la prolifération de la bactérie. « Voilà pourquoi un traitement préliminaire satisfaisant des eaux à récupérer s’avère indispensable. Cette précaution est assurément de mise en cas d’utilisation des effluents d’une installation d’épuration comme eaux d’appoint destinées à une tour de refroidissement. Deux épisodes de contamination par la légionelle constatés en 2017 aux Pays-Bas paraissent imputables à la présence de cette bactérie dans des installations industrielles d’épuration des eaux usées. En cas d’utilisation d’effluents issus d’une installation d’épuration des eaux usées comme eaux d’appoint, il est indispensable de leur faire subir un traitement préalable avec un biocide à action rapide en raison de leur durée de rétention limitée avant leur acheminement vers la tour de refroidissement considérée. L’usage d’eau de Javel (dont le pH est supérieur à 11) est moins indiqué, en raison de la conversion préalable indispensable de l’ion hypochlorite (OCl-) moins puissant en un puissant acide hypochloreux (HOCl). En conséquence, la durée de contact entre l’eau de Javel et l’eau à traiter est trop brève pour être suffisamment efficace. On peut y remédier en procédant à la préparation, sur site et en toute sécurité, de la quantité requise d’acide hypochloreux au moyen d’une installation NovoClean Ox. Nous avons envisagé cette approche entre autres dans les deux cas d’étude qui suivent. »
Économies d’eau significatives
Une entreprise chimique établie sur le territoire du Benelux s’est équipée d’une installation d’épuration biologique aérobie des eaux usées, capable de traiter annuellement quelque 53.000 m³ d’eau à usage industriel. Située à une distance de 500 m par rapport à l’installation locale d’épuration des eaux usées, la tour de refroidissement sur site utilise comme eau d’appoint quelque 110.000 m³ d’eau de distribution par an. À l’instar des effluents de l’installation d’épuration des eaux usées, les eaux de rejet de la tour de refroidissement se déversent dans les eaux de surface.
« La réutilisation des effluents de cette installation d’épuration comme eau d’appoint pour la tour de refroidissement permettrait à l’entreprise de réduire sa consommation d’eau annuelle de 53.000 m³ et sa consommation d’eau de distribution de 44 %. Comme l’entreprise ne devrait plus déverser cette quantité d’eau dans les eaux de surface, les frais de déversement s’en trouveraient diminués de près de 58 %. En revanche, il faudrait compter avec les coûts supplémentaires imputables au dosage en biocide indispensable à la transformation des effluents en eaux d’appoint, à l’installation d’un filtre et à la pose d’une canalisation de 500 m de long reliant l’installation d’épuration à la tour de refroidissement. Un rapide calcul révèle que les économies réalisées par l’entreprise pourraient atteindre 24.000 euros nets par an. Le délai de récupération de l’investissement consenti pour la pose de la canalisation reliant l’installation d’épuration à la tour de refroidissement s’élèverait à quatre ans. À l’heure actuelle, l’entreprise étudie la faisabilité de ce projet en vue de son exécution éventuelle. »
Tours de refroidissement à recirculation
Une autre entreprise chimique établie sur le territoire du Benelux fait usage de deux tours de refroidissement.
En raison des écarts de température de contact avec leurs parois, l’épaississement subi dans ces tours diffère.
« L’utilisation des eaux de rejet provenant de la tour de refroidissement la moins épaississante comme eaux d’appoint destinées à l’autre tour devrait permettre à l’entreprise de réduire sa consommation de produits chimiques de traitement des eaux (9,5 %) ainsi que sa consommation d’eau de distribution (3,5 %) et d’eau de rejet (9,5 %). L’acheminement des eaux de rejet entre la première et la deuxième tour de refroidissement pourraient en accroître l’épaississement. Ventilation des investissements requis : pose d’une canalisation permettant d’acheminer les eaux de rejet vers la deuxième tour de refroidissement et installation de dosage en biocide. Véritable barrière sanitaire, l’unité de traitement NovoClean Ox assure la désinfection et la préparation des eaux d’appoint destinées à la seconde tour de refroidissement. Dans le cas présent, le délai de récupération de l’investissement s’élèverait à deux ans et demi », déclare Wouter Hijmans.
Par Bart Vancauwenberghe
Illustrations Novochem
www.novochemwatertreatment.com
NovoClean Ox
La technologie de désinfection NovoClean Ox est conçue pour le traitement, sans produits chimiques, de nombreux types d’eaux (eaux de refroidissement, de fabrication, de source et de pluie). « Cette technique permet de produire un mélange de désinfectants à haute teneur en oxydants. Le générateur électrochimique se compose d’une anode et d’une cathode séparées par une membrane céramique sélective.
Il suffit de faire passer, à travers ce générateur, une eau présentant une teneur en sel appropriée pour obtenir la formation d’acide hypochloreux, de peroxyde d’hydrogène, de radicaux libres et d’ozone au niveau de l’anode. Caractérisée par un pH neutre, la solution oxydante NovoClean Ox-AN assure une désinfection immédiate des eaux traitées, prévient la formation de biofilms et s’attaque à bon nombre de germes pathogènes tels que ceux qui suivent : E-Coli, salmonelle, entérocoques et légionelle.
Le pouvoir de désinfection est très supérieur à celui du très classique hypochlorite de sodium. Par ailleurs, la formation de chlorures, chlorates et sous-produits halogénés est faible. »
