Traitement des eaux de refroidissement : Eaux d'appoint

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RÉSUMÉ

La gestion de l'activité traitement des eaux industrielles est souvent confiée à des techniciens ou ingénieurs qui sont plongés sans préparation dans un domaine où les risques sont multiples. Par ailleurs, il est communément accepté que le traitement des eaux de refroidissement fasse partie des activités sensibles pour chaque industriel car son impact économique positif ou négatif est largement supérieur à la dépense associée. La prudence doit donc gouverner les choix, la confiance faite au traiteur d'eau doit être justifiée. Cet article fournit les clefs d'une bonne étude et d'une saine gestion d'un circuit en abordant : la qualité de l'eau d'appoint et de son prétraitement, les caractéristiques des circuits de refroidissement, la description des problèmes rencontrés et les différentes solutions pour les résoudre, le choix d'une offre de traitement en insistant sur la qualité de l'expert local du traiteur d'eaux qui doit être un moteur de progrès.

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ABSTRACT

Cooling water treatment

The industrial resources water treatment management is often entrusted to technicians or engineers who are thrown, without any preparation, into a field where risks are numerous. This field is part of significant activity for each industrial as its economic impact - positive or negative - is far superior to the associated expenses. Caution must guide the choices trust in water treatment manager must be justified. This article provides the keys for a good study and a healthy management of circuit by treating: the quality of make-up water and of its pre-treatment, features of the cooling system, the description of problems already known and the different solutions to solve them thanks to the chemical additives or technologies which imply some investments, the choice of the treatment offer insisting on the quality of the local expert in water treatment who must be an inducement for progress.

Auteur(s)

Daniel BILLON-LANFRAY : Consultant

INTRODUCTION

Le traitement des eaux de refroidissement au carrefour de la chimie, de la biologie, de la physique a été profondément modifié au cours des dix dernières années par :

la réglementation sur le traitement de la légionelle ;
la réglementation Reach et la directive biocide n^o 528/2012 du 22 mai 2012 ;
l'obligation faite aux industriels d'optimiser leur consommation d'eau ;
le développement des techniques membranaires ;
la découverte de nouveaux inhibiteurs d'entartrages et de corrosion ;
la mise au point de technologies de gestion des traitements fiables, peu coûteuses et réactives.

Les années à venir verront se mettre en place dès 2015 de nouvelles réglementations sur les rejets de produits nocifs pour l'environnement auxquelles il conviendra de s'adapter.

Des solutions techniques basées sur la biologie sont en cours d'évaluation, elles pourraient remplacer des solutions de référence.

Les objectifs de ce document seront d'apporter au lecteur les bases scientifiques et le vocabulaire lui permettant :

de comprendre les causes des déséquilibres préjudiciables au rendement des installations de refroidissement et à leur pérennité ;
de connaître les solutions proposées qui mettent en œuvre des produits chimiques, des technologies d'ingénierie ;
de maîtriser un programme de suivi ;
d'être un partenaire critique et adulte des sociétés de traitement des eaux qui assurent la prestation du traitement des eaux de refroidissement.

Il sera évoqué le traitement des eaux d'appoint de surface ou de forage, mais aussi celui de l'eau de mer qui va connaître, dans le futur, un développement important.

Le traitement des eaux de refroidissement s'inscrit dans les cadres plus larges de la gestion des énergies, des économies d'eaux, du traitement des eaux résiduaires.

Hormis les aspects quantifiables propres aux traitements proposés, la proximité et la qualité du suivi réalisé influence le choix de la société qui assurera le traitement. Dans bien des cas, le choix dépend de la compétence de l'ingénieur local plus que de la taille de la société de traitement des eaux.

Le choix de la solution « traitement des eaux » ne peut être considéré que comme un compromis entre l'économie, la performance technique, la performance environnementale et la compétence de l'expert local. Il n'y a pas de solution unique, le bon choix est la solution sur-mesure qui saura hiérarchiser les objectifs adaptés à la stratégie de l'entreprise, à son environnement réglementaire, géographique et humain.

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MOTS-CLÉS

Traitement des eaux circuits de refroidissement chimie Agroalimentaire sidérurgie Corrosion biologie

KEYWORDS

VERSIONS

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Version courante de sept. 2019 par Daniel BILLON-LANFRAY

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-w9003

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Installations de refroidissement

2. Eaux d'appoint

Les eaux d'appoint dites « naturelles » peuvent être classées en quatre catégories :

les eaux de pluie ;
les eaux de surface : cours d'eau, lacs, réservoirs de surface ;
les eaux du sol : venant des sources, des puits, des nappes souterraines ;
l'eau de mer.

Avec le développement des techniques membranaires, associé à l'objectif zéro rejet d'industriels soucieux de diminuer leur impact environnemental, l'usage d'eaux résiduaires comme eaux d'appoint des circuits de refroidissement se développe.

L'eau de pluie est rarement utilisée, mais reste un complément envisageable à un besoin industriel limité. Elle se caractérise par une faible salinité.

Les eaux de surface sont couramment chargées en matières en suspension d'origine minérale (argile, terre) ou organique (déchets végétaux, de l'agriculture), elles sont en général riches en micro-organismes. Elles peuvent être polluées par des résidus des activités humaines : égouts des villes, produits d'origine agricole ou de l'élevage, déchets industriels. Elles nécessitent systématiquement un prétraitement physico-chimique avant leur utilisation comme eau d'appoint (filtration, décantation, destruction des micro-organismes). Leur composition peut varier au cours de l'année tant pour la teneur en matières en suspension que pour la composition physico-chimique.

Les eaux en provenance des nappes phréatiques sont exemptes la plupart du temps de matières en suspension, moins chargées en bactéries que les eaux de surface, mais néanmoins potentiellement sources de bactéries ferro-manganiques, de légionelles. Leurs compositions sont peu impactées par la saisonnalité.

L'eau de mer se caractérise par une très forte salinité, la présence de bactéries et d'espèces plus évoluées (phytoplancton et zooplancton). Sa composition biologique varie selon les saisons, ce qui entraîne des problèmes spécifiques (développement de mollusques) plusieurs fois par an.

Les eaux résiduaires ne peuvent être utilisées sans prétraitement physique ou bactériologique. Leur usage doit faire l'objet d'étude préalable.

2.1 Composition...