PROCÉDÉS DE TRAITEMENT DES EAUX USÉES ET THERMOPLONGEURS

Last updated on juin 18th, 2021 at 07:26 pm

La sensibilisation accrue à la protection de l’environnement a fait du traitement des eaux usées une question urgente. Les villes et les municipalités ont tendance à imposer des exigences strictes en matière de qualité des effluents rejetés dans les cours d’eau. Ces dernières années, les procédés de traitement des eaux usées ont donc été améliorés en termes d’efficacité et d’empreinte écologique. Dans le présent article, nous examinons un procédé moderne de traitement des eaux usées et la façon dont les thermoplongeurs jouent un rôle important pour le rendre plus efficace et plus économique. 

En général, les eaux usées sont le sous-produit d’un processus industriel, d’une activité commerciale ou d’un processus domestique. Le traitement des eaux usées est obligatoire avant de déverser le fluide dans le réseau d’égouts. Cela garantit le respect des règles de santé et de sécurité. 

Habituellement, les eaux usées de prétraitement sont chargées de métaux lourds et de composés cancérigènes qui nuisent à la santé humaine et à la faune.  Un autre aspect important est que les réglementations croissantes en matière de protection de l’environnement ont rendu ces procédés de traitement obligatoires afin d’éviter de lourdes amendes et des poursuites judiciaires potentielles en cas de rejet non traité ou même partiellement traité.  

Traitement des eaux usées : comment ça marche ?

On distingue en gros 8 étapes dans le procédé de traitement des eaux usées :

• La première étape, appelée dégrillage, consiste à éliminer les contaminants de grande taille du flux d’arrivée en utilisant des grilles de plus grande taille. 
• La deuxième étape est celle du tamisage fin, où le sable et les contaminants solides qui n’ont pas été éliminés par le tamisage à grilles à grosses mailles sont éliminés dans le dessableur. Le dessableur utilise le principe de la séparation par gravité : les contaminants les plus lourds se déposent au fond d’une chambre et, au fur et à mesure que les flux d’affluents traversent les différentes chambres, les grains les plus légers se déposent également. Il faut noter que dans les deux premières étapes, il n’y a pas d’élimination des composants dissous du courant d’affluent. 
• La troisième étape est le décanteur primaire, où 30 à 60 % supplémentaires du contenu solide sont éliminés. Le clarificateur primaire est également un séparateur par gravité. Dans cette étape, la vitesse élevée du flux entrant ne permet pas aux solides de se déposer. 
• L’aération est la quatrième étape et constitue le cœur du processus de traitement des eaux usées. Dans ce procédé, l’oxygène est pompé de manière agressive dans le bassin d’aération rempli d’influent provenant du clarificateur primaire. Cela augmente l’activité des bactéries, qui décomposent la matière organique. L’air est pompé dans le réservoir et diffusé dans l’influent. 
• La cinquième étape est le décanteur secondaire où les boues sont collectées au fond du décanteur pour être rejetées plus tard. 
• Dans la sixième étape, les eaux usées passent par un processus de chloration pour le processus de désinfection. Même si le procédé est éprouvé, ces dernières années, la désinfection à l’ozone et les UV sont également devenus courants. 
• Au cours de la septième étape, la qualité de l’eau est testée afin de garantir un déversement sans danger dans le ruisseau, la rivière ou tout autre étendue d’eau de la municipalité. Cela est généralement imposé par la loi car la qualité de l’eau rejetée doit être relevée. 
• L’étape finale est le rejet de l’effluent dans le cours d’eau. 

Si le cours d’eau nécessite un traitement supplémentaire pour être transformé en eau potable, il est soumis à un processus de distillation. La distillation ou l’évaporation est un processus de séparation unique qui sépare l’eau des polluants en changeant l’état physique de l’eau de liquide à vapeur. 

Distillation et rôle des thermoplongeurs

La distillation joue un rôle crucial dans la conversion des effluents du processus de traitement des eaux usées en eau potable. Traditionnellement, l’évaporation atmosphérique était utilisée pour chauffer l’eau d’arrivée par une méthode de combustion ou de la vapeur afin de modifier le stade physique de l’eau. Bien que simple et largement utilisée, cette méthode est gourmande en énergie et nécessite un investissement important en infrastructure (chaudières, pompes, évaporateurs, etc.). Elle nécessite également beaucoup d’entretien. 

La recompression mécanique de la vapeur (RMV) constitue une avancée importante dans la technologie de purification de l’eau. La RMV peut offrir les avantages d’un système compact et plus efficace à un coût bien inférieur à celui des procédés de distillation traditionnels. 

Dans la RMV, plutôt que d’utiliser un fluide thermique comme la vapeur, l’eau de l’évaporateur primaire ou de l’échangeur de chaleur est chauffée par un thermoplongeur. Par exemple, un thermoplongeur à bride peut être inséré dans plusieurs zones autour de l’évaporateur primaire. Les vapeurs d’eau sont extraites du système et sont comprimées par un compresseur à déplacement positif. 

Le processus est adiabatique, ce qui signifie qu’il n’implique pas le transfert de chaleur et de masse entre les limites de la chambre de compression. Les vapeurs, dont la température et la pression sont plus élevées que celles de l’entrée du compresseur volumétrique, passent par un échangeur de chaleur pour réchauffer l’eau dans l’échangeur de chaleur primaire. Les vapeurs se transforment en distillat qui est soit utilisé pour la fabrication de l’eau distillée, soit passé dans un échangeur de chaleur secondaire où l’eau entrant dans l’échangeur de chaleur primaire est préchauffée. Ce processus est beaucoup moins gourmand en énergie que le processus d’évaporation atmosphérique et il est plus efficace. 

Thermoplongeurs et hivernage des installations industrielles

L’une des applications critiques des thermoplongeurs, qui ne se limite pas au traitement des eaux usées, est l’hivernage des processus industriels. Lorsque l’on parle d’hivernage du processus, le traçage thermique vient immédiatement à l’esprit. Cependant, la chaleur industrielle et le traçage thermique sont des méthodes remarquablement différentes. 

Un traceur thermique maintient la chaleur industrielle dans le système, tandis qu’un thermoplongeur régule la température et fournit de la chaleur pour réduire toute condensation dans la tuyauterie. Les thermoplongeurs constituent une amélioration considérable par rapport aux autres méthodes de la chaleur industrielle, comme les systèmes à vapeur ou à combustion, dont les performances sont très limitées lorsqu’il s’agit de températures inférieures à zéro. Les performances améliorées des thermoplongeurs électriques en raison de leur capacité à maintenir une température précise par rapport aux systèmes à vapeur et de leur réponse rapide aux variations de charge en font un choix favorable pour la chaleur industrielle dans les processus industriels d’hivernage de taille moyenne à grande.