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RÉSUMÉ
Cet article se propose de décrire l’ensemble des procédés unitaires en filières de traitement des eaux. Ces traitements peuvent consister en un simple dégrossissage pour des eaux de lavage, à un traitement poussé pour l’obtention d’une eau ultrapure dans l’industrie pharmaceutique, en passant par un traitement de clarification ou d’affinage dans le cas de l’eau potable. Les applications de quelques industries, notamment les papeteries, l’aéronautique, l’agroalimentaire, la sidérurgie, viennent illustrer la diversité de ces procédés.
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Pierre MOUCHET : Ingénieur Agronome-GREF - Ancien Directeur à la Société Degrémont - Chargé de cours à l’École nationale du génie de l’eau et de l’environnement de Strasbourg (ENGEES)
INTRODUCTION
Les deux dossiers précédents ont été consacrés à l’examen des différents traitements unitaires relatifs aux matières particulaires et aux substances dissoutes . Il s’agit maintenant de voir comment ils peuvent être combinés dans des filières plus ou moins complexes, dont la finalité pourra parfois se limiter à une simple clarification et désinfection des eaux, alors que dans d’autres cas il faudra prévoir aussi leur affinage (élimination des micropolluants et amélioration des caractéristiques organoleptiques), l’abaissement de leur dureté par décarbonatation à la chaux ou adoucissement sur résine, leur déminéralisation sur échangeurs d’ions et/ou membranes, pour ne parler que des traitements globaux ; il peut s’y ajouter des traitements plus spécifiques tels que l’élimination de certains gaz dissous (O2, N2, CO2, H2S), du fer et du manganèse, de l’ammonium ou des nitrates, etc.
On trouvera donc dans ce dossier une description de l’agencement des procédés unitaires en filières de traitement et des applications qui peuvent en être faites dans diverses industries. Il n’est évidemment pas possible de traiter le sujet d’une façon exhaustive, du fait de la grande diversité :
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des ressources en eau (en incluant également l’eau de mer et les eaux saumâtres, lorsqu’elles sont facilement accessibles et que leur emploi est envisageable) ; dans certains cas, l’industriel peut aussi ne pratiquer qu’un complément de traitement s’il se branche sur le réseau d’eau potable ; ce qui suit concerne surtout le traitement des eaux douces naturelles, d’origine superficielle ou souterraine ; pour les techniques de dessalement des eaux de mer ou des eaux saumâtres, on pourra se reporter à ; un autre type de ressource, déjà envisagé dans le dossier d’introduction de cette rubrique « Eau » , est constitué par les effluents d’usine, recyclés ou réutilisés, ces eaux nécessitant parfois des traitements très poussés, décrits en ;
-
des qualités d’eau requises en fonction du type d’industrie et des usages de l’eau au sein d’une même usine (cf. ) ;
-
de la palette des traitements et des filières disponibles.
Il faudra donc se limiter aux cas les plus classiques, qui peuvent comporter :
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soit un simple dégrossissage (exemple : tamisage, décantation seule, filtration directe sans réactifs) pour des eaux de lavage, de transport ou de refroidissement ;
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soit un traitement de clarification et/ou affinage pour aboutir à une eau industrielle de qualité analogue à celle d’une eau potable (exemple : industries agroalimentaires, eaux embouteillées, papeteries, industries textiles) ;
-
soit un traitement beaucoup plus poussé que dans la catégorie précédente, dont les exemples les plus élaborés peuvent être trouvés soit dans l’alimentation des chaudières haute pression (traitées en [G 1 160]), soit dans la production des eaux ultrapures dans les industries électronique et pharmaceutique.
VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 2000 par Pierre MOUCHET
DOI (Digital Object Identifier)
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1. Filières de traitement
1.1 Préparation d’une eau claire et stable
Certains usages ne réclament qu’une eau débarrassée de tout ou partie de ses matières en suspension, inertes ou vivantes, et stable à divers points de vue, c’est-à-dire non susceptible :
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de manifester des postprécipitations en cours d’utilisation ;
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de provoquer des interférences avec les matériaux de stockage et de distribution, du fait de phénomènes de corrosion ou d’entartrage ;
-
de subir des phénomènes de reviviscence bactérienne, algale ou animale, ce qui suppose en même temps l’absence de substances chimiques susceptibles de servir de nutriments (orthophosphates, nitrates) ou de réagir avec les produits désinfectants (exemple : ammonium et chlore).
En revanche, la pollution dissoute peut ne pas constituer un problème dans cette catégorie d’usages.
Dans de tels cas, les filières recommandées sont très différentes suivant que la ressource est une eau superficielle ou une eau souterraine.
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Ce sont les eaux des rivières et des lacs naturels ou artificiels. Elles contiennent :
-
des matières en suspension inertes (matières naturellement décantables et colloïdes stables induisant une turbidité permanente) ;
-
des êtres vivants microscopiques (virus, bactéries, microalgues, micro-invertébrés) ;
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des macromolécules colorées (acides humiques).
Ces eaux doivent subir un traitement global de clarification (cf. , ou [43]) qui interviendra sur tous ces paramètres et qui, en fonction des caractéristiques les plus défavorables de l’eau brute et de l’objectif de qualité fixé pour l’eau traitée, pourra être :
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soit une simple filtration sans réactifs ;
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soit une filtration directe (sur sable ou milieu bicouche) après coagulation-floculation ;
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soit un traitement complet de coagulation – floculation – décantation ou flottation à air dissous – filtration sur sable ; sur certaines eaux, une telle filière doit être précédée...
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Filières de traitement
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BLAZY (P.), JDID (EI-A.) - Flottation : Aspects pratiques - . [J 3 360] (2000) Technologies de l’eau, Techniques de l’Ingénieur, remplace [A 5 350] (archives).
-
(2) - Degrémont - Mémento technique de l’eau. - 2005, 10e édition, Lavoisier Paris (Technique et Documentation).
-
(3) - NALCO Chemical Company [KEMMER (F.N.), rédacteur en chef] - The Nalco Water Handbook. - 1058 p., 1988, 2e édition, McGraw-Hill New York, Londres, Paris.
-
(4) - NORDELL (E.) - Water treatment for industrial and other uses. - 598 p., 1961, 2e édition, Chapman & Hall Londres.
-
(5) - PERMO [MAYET (J.) et al.] - La pratique de l’eau : usages domestiques, collectifs et industriels. - 382 p., 1994, Collection Moniteur Technique, Ed. du Moniteur Paris.
-
(6) - POWELL (S.T.) - Water...
ANNEXES
1 Sociétés de traitement des eaux
(liste non exhaustive)
HAUT DE PAGE1.1 Principales Sociétés spécialisées en traitement d’eaux industrielles :
Babcock Wanson S.A. http://www.babcock-wanson.fr
Epuro http://www.epuro.fr
GE (General Electric) Water & Process Technologies http://www.ge.com (comprend également les Sociétés Betz, Ionics France, Osmonics, membranes Zenon)
OIS (Ondeo Industrial Solutions, Groupe Suez) http://www.ondeo-is.com
Permo (filiale BWT) http://www.permo.tm.fr
Proserpol http://www.proserpol.com
US Filter (groupe Siemens) http://www.usfilter.com
Veolia Water STI (ex-OTV Industries) http://www.veoliaeau.com
HAUT DE PAGE1.2 Principales Sociétés de conseil et d’ingénierie
Antea (Ingénierie...
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