Découvrez comment l'industrie traite l'eau de manière plus efficiente, efficace et durable
Au cours des dernières années, l'industrie du traitement de l'eau a évolué vers l'utilisation de matériaux moins nocifs pour les personnes et l'environnement. Cela peut être largement attribué aux nouvelles réglementations, technologies et innovations durables.
Poursuivez votre lecture pour découvrir quatre manières dont l'industrie traite l'eau de manière plus efficiente, efficace et durable.
L'osmose inverse dans le traitement de l'eau
L'osmose inverse consiste à utiliser la pression pour faire passer de l'eau non filtrée à travers une membrane semi-perméable afin d'éliminer les contaminants et, en fin de compte, de créer de l'eau propre. De toutes les méthodes de filtration utilisées pour le traitement de l'eau (microfiltration, ultrafiltration et nanofiltration), l'osmose inverse est la plus efficace, bloquant 99,9 % des matériaux, notamment les ions monovalents, les fers multivalents, les virus, les bactéries et les sols en suspension.
Cette approche est meilleure pour l'environnement pour trois raisons :
- Plutôt que de recourir à des produits chimiques pour nettoyer l'eau, l'osmose inverse utilise de l'eau à haute pression et de l'électricité pour effectuer le processus.
- Bien que des produits chimiques soient également utilisés dans les équipements d'osmose inverse, les quantités sont faibles et les produits ne le sont pas dangereux.
- Elle nécessite très peu d'entretien car des détergents et des dispersants sont utilisés pour l'aider à s'auto-nettoyer, prolongeant ainsi sa durée de vie.
- En moyenne, la durée de vie d'une membrane est d'environ 3 à 5 ans, mais cela dépend largement de son utilisation correcte.
Cependant, cette approche présente des défis.
- L'encrassement et l'entartrage peuvent réduire l'efficacité de l'osmose inverse et nécessiter un remplacement fréquent de la membrane, nécessitant surveillance étroite de la qualité de l'eau et utilisation de médias filtrants.
- L'osmose inverse utilise la pression osmotique pour faire passer l'eau à travers la membrane, un processus énergivore qui peut augmenter l'impact environnemental et les coûts d'exploitation.
- Ce procédé produit une saumure concentrée composée de contenants rejetés et de sels hautement concentrés difficiles à éliminer.
- Les membranes elles-mêmes devront également être éliminées, générant finalement des déchets.
Avec l'osmose inverse, un investissement initial dans l'infrastructure est requis, mais seules les membranes devront être achetées. Et bien que le coût des membranes continue de baisser et que les options soient de plus en plus nombreuses, elles restent souvent plus coûteuses que le recours à un traitement chimique, en particulier dans des applications telles que les tours de refroidissement et les circuits fermés.
Les résines échangeuses d'ions utilisées dans le traitement de l'eau
L'échange d'ions est le processus qui consiste à adoucir et à éliminer les ions indésirables de l'eau en les échangeant avec une autre substance ionique. Ce procédé vise à purifier l'eau avec moins de produits chimiques que les autres approches et peut fonctionner en continu, ce qui en fait une approche efficace et efficiente du traitement de l'eau.
Cette approche présente des avantages évidents, notamment :
- Les résines échangeuses d'ions sont conçues pour éliminer de manière sélective des ions spécifiques de l'eau en fonction de leurs propriétés chimiques, permettant ainsi de cibler des contaminants spécifiques.
- Elle peut être intégrée aux procédés actuels de traitement de l'eau à la fois en tant que prétraitement et en tant qu'étape de polissage pour améliorer la qualité de l'eau.
- Il est possible de régénérer les résines, en rétablissant la capacité de la résine pour une utilisation ultérieure et en réduisant les coûts d'exploitation et les déchets générés.
- Leur durée de vie peut facilement atteindre 5 ans, et dans certains cas jusqu'à 7 ou 8 ans, selon leur utilisation correcte.
Outre cela, cette approche présente quelques défis, notamment :
- La conception du système d'échange d'ions nécessite une analyse de la profondeur du lit de résine, du débit et du temps de contact et des cycles de régénération, et leur extension nécessiterait une nouvelle analyse.
- Fluctuations du pH, de la température ou présence de différents contaminants peuvent avoir un impact sur les performances des résines et avoir un impact sur la qualité de l'eau.
- Les résines doivent être surveillées en permanence, et les professionnels du traitement de l'eau doivent être prêts à prendre rapidement des mesures correctives pour ne pas compromettre les résines.
- Comme l'osmose inverse, les résines sont également endommagées par le chlore, qui reste l'un des biocides industriels les plus utilisés.
Comme l'osmose inverse, le processus d'échange d'ions nécessite un investissement initial dans l'infrastructure, et seulement les résines doivent être achetées à partir de là. Dans l'ensemble, le prix de l'échange d'ions a baissé et de plus en plus d'options apparaissent sur le marché.
Combinaison des deux
L'osmose inverse et l'échange d'ions constituent des approches efficaces, mais lorsqu'elles sont combinées, elles sont extrêmement efficaces pour le traitement de l'eau.
Au début de l'échange d'ions, les résines échangeuses d'ions servent de protection contre l'osmose, en nettoyant et en éliminant les contaminants susceptibles d'encrasser ou d'entarquer les membranes d'osmose inverse et en rendant l'eau prétraitée plus adaptée au processus d'osmose inverse.
Après l'eau a été traitée, les résines échangeuses d'ions peuvent ensuite être déployées dans le flux de concentré d'osmose inverse restant, éliminant ainsi des ions spécifiques, tels que des métaux ou d'autres contaminants résiduels avant un traitement ou une élimination ultérieurs. Les résines peuvent également être appliquées en tant qu'étape de polissage, en éliminant les ions dissous ou les composés organiques que l'osmose inverse n'a peut-être pas capturés.
Dans certains cas, des résines spéciales peuvent être régénérées en rejetant l'osmose, ce qui permet d'économiser des produits chimiques. Ils peuvent également être utilisés pour réduire la silice à l'entrée, qui est difficile et coûteuse à traiter à l'aide de produits chimiques, ce qui entraîne une augmentation allant jusqu'à 50 % de la récupération du perméat, un pourcentage similaire de la production de déchets et une diminution de l'encrassement à la silice. Il est également possible de réduire de manière significative l'encrassement des membranes par les colloïdes et les matières organiques, de réduire les coûts d'application des produits chimiques et de fonctionner à un débit plus élevé, augmentant ainsi la production d'eau traitée.
Enfin, comme l'osmose inverse abaisse souvent le pH en raison de l'élimination des minéraux alcalins, des résines échangeuses d'ions peuvent être ajoutées pour équilibrer le pH et maintenir la plage souhaitée pour les eaux traitées.
Comme vous pouvez le voir, en utilisant une combinaison de résine ionique l'échange et l'osmose inverse permettent de surmonter bon nombre des défis que nous avons décrits précédemment. Lorsqu'ils sont combinés, ils peuvent maximiser l'élimination des contaminants tout en minimisant les coûts d'exploitation et la consommation d'énergie.
Prétraitement de l'eau
Le prétraitement est le processus de nettoyage de l'eau visant à améliorer ses caractéristiques dès le départ. Ainsi, nous utilisons moins de produits chimiques tout au long du processus et pouvons mieux réutiliser ou éliminer les eaux usées après leur utilisation.
Diverses technologies peuvent être utilisées pour le prétraitement, notamment l'osmose inverse et l'échange d'ions, séparément ou en combinaison pour obtenir une plus grande efficacité. Cette approche est utilisée aujourd'hui pour l'eau de procédé utilisée dans le processus de fabrication des produits et pour améliorer la qualité de l'eau dans les chaudières, où il est essentiel d'utiliser une eau de haute qualité. Bien que cette approche soit largement connue, elle deviendra de plus en plus pertinente alors que les thèmes de la réutilisation et de la réduction de la consommation d'eau occupent une place de premier plan dans les programmes de développement durable du monde entier.
Alors que les quatre méthodes dont nous avons discuté aujourd'hui sont considérées comme l'avenir du traitement de l'eau, le secteur a encore du chemin à parcourir avant que cela ne soit pleinement intégré dans les normes quotidiennes. De plus, il est important de noter que l'utilisation de produits chimiques dans le traitement de l'eau est loin de disparaître. Nous voyons plutôt l'industrie s'orienter davantage vers l'utilisation de solutions plus biodégradables et durables.
À propos de l'auteur
Enrique Ramirez est directeur des ventes chez IMCD Mexico pour l'unité commerciale des solutions industrielles, spécialisée dans le traitement de l'eau. Avec plus de 11 ans d'expérience dans l'industrie du traitement de l'eau, Enrique possède une vaste expérience technique et commerciale dans ce domaine, qu'il apporte à chacune de ses relations clients.