Gestion des saumures dans le traitement des eaux usées

Nous proposons des solutions pour le traitement des saumures industrielles, qui désignent les eaux résiduelles à forte concentration en sels générées lors de processus industriels. Nos systèmes de traitement des saumures industrielles sont conçus pour atteindre deux objectifs principaux :

• Désaliniser la saumure afin d'obtenir de l'eau propre réutilisable et de produire une nouvelle saumure sous forme d'un concentré de boues beaucoup plus dense (minimisation des déchets liquides) ou d'un résidu totalement solide (zéro rejet).
• Traiter la saumure pour la rendre conforme aux limites de rejet autorisées et la diriger vers les égouts, les eaux de surface, les puits d'injection ou les prestataires de services environnementaux.

Dans les deux cas, le traitement désalinise la saumure et produit un résidu liquide plus concentré et de plus faible volume, ce qui facilite sa gestion.

Chaque saumure présente une composition unique et nécessite un traitement personnalisé pour garantir la réussite de sa gestion et optimiser les coûts économiques. C'est pourquoi la caractérisation de la saumure est essentielle pour connaître des paramètres clés tels que la salinité, le potentiel d'encrassement ainsi que la teneur en métaux ou autres contaminants.

Chez Condorchem Envitech, nous avons réalisé de nombreux projets de traitement des saumures et des eaux résiduelles salines. Bien qu'il existe différentes options pour traiter les saumures industrielles, les technologies les plus compétitives sont le traitement par membranes et l'évaporation sous vide.

Traitement par membranes

Cette option est particulièrement intéressante lorsque les saumures contiennent peu de polluants en plus des sels, de manière à ce que le prétraitement nécessaire pour préserver la vie utile des membranes ne doit pas être très complexe.

Dans ces cas, un processus d’ultrafiltration suivi d’une osmose inverse sont suffisants pour générer un effluent de qualité très élevée et un résidu concentré. L’osmose inverse fournit de l’eau aux applications les plus exigeantes concernant la qualité de l’eau.

Bien que Condorchem Envitech puisse concevoir, construire et livrer clés en main le processus de membranes qui s’adapte au mieux aux conditions particulières de chaque client, de l’expérience accumulée on peut souligner les types de processus suivants en fonction de l’application:

• Équipements pour dessalement d’eau de mer : 1- 1.000 m3/jour
• Équipements pour purification d’eau de réseau : 60 L/min à 14.400 L/min
• Équipements pour applications spéciales ou à grande échelle : à partir de 200 L/h

Traitement par évaporation sous vide

L’évaporation sous vide permet le traitement de mélanges complexes, ce qui n’est pas possible par des techniques conventionnelles, en obtenant ainsi une eau de qualité et un résidu très concentré qui peut être traité facilement. Il s’agit d’une technologie propre, sûre, très polyvalente et avec un coût de gestion très faible.

L’évaporateur fonctionne en condition sous vide, on parvient ainsi à ce que la température d’ébullition de l’effluent liquide soit inférieure et, par conséquent, économiser de l’énergie et améliorer l’efficacité.

La gamme d’évaporateurs sous vide de Condorchem Envitech comprend les principaux types de ces équipements:

• Évaporateurs sous vide à basse température par pompe à chaleur
• Évaporateurs sous vide à haute température pas compression mécanique de vapeur
• Évaporateurs sous vide à effet multiple
• Unité de cristallisation

Les différents types d’évaporateurs sous vide présentent différentes spécificités et, en fonction des caractéristiques précises de chaque cas, il faut choisir quel type est le plus approprié et concevoir avec soin ses spécificités.

Les crystalliseurs sont généralement appliqués en phase finale du traitement pour sécher complètement le résidu de saumure. Cependant, on peut les utiliser en tant que processus de traitement unique dans certaines applications.

Les processus les mieux placés pour le traitement de saumures et d’effluents salins sont les traitements par membranes et l’évaporation sous vide.

Alors que les premiers permettent la concentration de l’effluent et la production d’une eau de qualité élevée, le second permet le traitement effectif de la saumure, c’est-à-dire de transformer la saumure en effluents et produits qui peuvent être déversés et traités facilement.

Donc, l’évaporation sous vide permet de transformer la saumure en eau et un concentré de sels qui, si on le souhaite, peut Petre concentré jusqu’à obtention d’un solide cristallin.

Grâce au processus de cristallisation il est possible de transformer le concentré pâteux en un solide cristallin qui occupe peu d’espace et peut être facilement traité. L’évaporation sous vide est la seule technologie qui permette de parvenir à l’objectif déversement zéro.

Pour de nombreuses raisons, une liste importante d’activités industrielles utilise des saumures et des eaux salines, comme dans le cas de la conservation du produit dans le secteur alimentaire ou lorsque la saumure est utilisée comme réfrigérant dans la production électrique.

Les saumures ne présentent aucune toxicité, cependant, elles ne peuvent pas être déversées sans un processus de traitement préalable. Dans le cas contraire, elles auront un impact environnemental important. La nécessité de traitement vient de leur concentration élevée en sels et parce que le cas peut se présenter où elles charrient des polluants intégrés durant leur utilisation dans le processus.

À cause de leur concentration élevée en sel, les saumures sont généralement difficiles à traiter par des méthodes conventionnelles et leur gestion est compliquée et peut être très couteuse.

Lorsque la production de saumure est faible, elle peut être gérée en externe. Cependant, dans la plupart des cas, le choix le plus économique consiste à traiter les saumures pour ensuite procéder à leur déversement.

Le principal objectif du traitement de la saumure est de séparer les ions de sel dissous (Sodium (Na)) des eaux usées. À cause de l’origine de certaines eaux usées de saumure, des traitements supplémentaires peuvent s’avérer nécessaires pour aider à éliminer d’autres polluants, comme les métaux et autres ions de sel qui confèrent de la dureté à l’eau, comme le calcium (Ca2).

Les saumures et les eaux usées salines peuvent se classer en deux groupes en fonction de leur contamination:

• Effluents qui contiennent uniquement des sels dissousC’est le cas de l’eau de mer, les effluents des usines de purification de l’eau de réseau (adoucisseurs, rejets d’osmoses inverses, etc.).
• Effluents qui, en plus des sels, contiennent d’autres polluantsEffluents de l’industrie textile, lixiviat de déversements de déchets ménagers, effluents de l’industrie alimentaire, etc.

En fonction des polluants présents dans a saumure, les options de traitement les plus adaptées se tournent vers des technologies différentes. Dans le cas des eaux industrielles salines, comme il s’agit de mélanges complexes concernant leur composition, l’évaporation sous vide est l’une des options les plus compétitives.

Les saumures sont utilisées dans une grande variété de processus industriels, les plus importants étant les suivants:

• Dessalement d’eau de mer: La production d’eau potable par dessalement de l’eau de mer ou des eaux salubres s’est diffusée ces dernières décennies dans toutes les régions devant faire face à un déficit hydrique. On estime actuellement à plus de 16 000 le nombre de stations de dessalement dans le monde. Quelle que soit la technologie utilisée dans le dessalement, dans tous les cas on produit un courant de saumure qui doit être traité.
• Industrie textile:  L’industrie textile consomme une grande quantité d’eau, celle-ci doit être de qualité. Fréquemment, l’eau de réseau ou de captages propres est soumise par un processus de purification, généralement de déminéralisation. Le résultat est que, lorsque les colonnes d’échange ionique se régénèrent, un effluent se produit avec une concentration saline élevée.De plus, dans le processus de teinte des pièces textiles, on utilise des concentrations salines élevées dans les eaux pour améliorer l’efficacité du processus de pigmentation de la fibre textile. Ces effluents, en plus d’une concentration de sels élevés, contiennent des charges élevées de matière organique.
• Déversements de résidus urbains solides (RUS): Les lixiviats qui sont produits dans les déversements de RUS sont de composition complexe et ils doivent être traités pour empêcher que son déversement ne cause un impact environnemental. En conséquence de leur traitement, ils génèrent un effluent concentré qui contient tous les sels présents à l’origine dans le lixiviat.
• Industrie alimentaire: Pour empêcher l’attaque de microorganismes sur les aliments et afin que ceux-ci se conservent sur de longues périodes, historiquement on a utilisé des techniques de salaison et de conservation dans les saumures. Celles-ci sont généralement préparées en dissolvant du chlorure de sodium et du nitrate de sodium dans de l’eau froide, à des concentrations de sels comprises entre 15% et 20%. Le processus de préparation de ces aliments produit des effluents de saumure importants.Cela survient également dans l’élaboration des conserves au vinaigre (olives, cornichons, carottes, oignons, etc. marinés avec de la saumure et du vinaigre), dans laquelle il est nécessaire de réutiliser des solutions à concentrations salines élevées.
• Stations de traitement de l’eau: Un grand nombre d’industries utilisent de l’eau de qualité élevée, ultra pure, pur une utilisation dans le processus de production ; c’est le cas des industries alimentaires, textile, pharmaceutique, de matériaux, etc. On utilise généralement des résines d’échange ionique pour adoucir l’eau, ou bien des processus basés sur des membranes (nanofiltration ou osmose inverse) pour des traitements plus complets.À partir de cette purification, on génère des effluents qui concentrent tous les sels et les impuretés éliminés de l’eau non traitée, lesquels se caractérisent par une concentration élevée de sels dissous.
• Leather industry: L’industrie consacrée au traitement de peaux est connue pour son potentiel polluant élevé, autant pour les réactifs utilisés que pour les effluents qui sont générés dans les différents processus.Généralement, les processus suivis dans le traitement des peaux sont la salaison (avec NaCI), l’adoucissement (en utilisant du sulfure de sodium, du polysulfure de sodium ou du carbonate de sodium), celui du bourrage (utilisant du sulfure de sodium, de l’hydrogénosulfure de sodium, des amines, de l’hydroxyde de calcium et de la soude caustique), celui de déchaulage (utilisant e l’acide chlorhydrique, acide sulfurique, acide borique, chlorure d’ammoniaque, acétate d’ammoniaque et des esters cycliques), celui de tannage (sels de chrome et formaldéhyde), celui de la tinte, celui de graissage, celui de séchage, celui de conditionnement, et celui de la finition (utilisant des pigments et de l’aniline).Ces produits chimiques employés dans les différents processus sont incorporés aux eaux usées à mesure qu’ils sont utilisés.

  Même si les effluents sont traités pour supprimer tous les polluants présents, les sels utilisés se concentrent et les effluents ont des concentrations de sels jusqu’à 10 000 mg/L.

• Centrales de production d’énergie: Les centrales de production d’énergie nécessitent pour leur fonctionnement de disposer d’eau de qualité maximale afin de pouvoir la transformer en vapeur à haute température, laquelle déplacera l’alternateur. Généralement, l’eau ultra pure qui est utilisée est obtenue en soumettant de ‘eau de réseau ou de captage à un processus de traitement.En conséquence de ce processus, un effluent résiduel est créé qui concentre toutes les impuretés éliminées de l’eau. Ces effluents se caractérisent par une concentration élevée de sels, lesquels doivent être traités afin de pouvoir être déversés.
• Extraction de gaz et de pétrole: L’industrie consacrée à l’extraction de gaz et de pétrole produit de grandes quantités de saumure. Un grand nombre de gisements de gaz et de pétrole apparaissent généralement à proximité de grains de sel gemme. La technique utilisée pour l’extraction du pétrole consiste en la création de puits par lesquels est injectée de l’eau douce, qui dissout le sel et apparait en surface sous forme de saumure. La récupération du pétrole s’obtient en le déplaçant vers la surface par injection d’eau ou de saumure. L’excédent de saumure doit être traité avant d’être déversé.
• Industries chimique et pharmaceutique: Dans les industries chimique et pharmaceutique on utilise fréquemment des saumures comme des fluides réfrigérants, pour leurs propriétés et leur faible toxicité.