Réutilisation Potable Indirecte et Directe (RPI et RPD) : Le Pouvoir de l'Ozone et du Charbon Actif Biologique (CAB)
La pénurie d’eau stimule l’innovation dans le traitement des eaux usées, faisant de la réutilisation de l’eau une stratégie essentielle pour une gestion durable des ressources. L’atteinte des normes de qualité élevées requises pour une réutilisation sûre exige des méthodes de purification avancées. Parmi les filières de traitement les plus efficaces, on trouve la combinaison de l’Ozone et du Charbon Actif Biologique (CAB), qui forment ensemble une barrière robuste contre les contaminants persistants.
L'impératif d'un Traitement Avancé
Le traitement conventionnel des eaux usées laisse souvent derrière lui un mélange difficile de contaminants traces, notamment :
- Micropolluants : Perturbateurs endocriniens (PE), produits pharmaceutiques, produits de soins personnels (PSP), et pesticides.
- Matières Organiques Réfractaires : Matières organiques complexes, difficiles à dégrader.
- Pathogènes : Virus, bactéries et protozoaires qui doivent être totalement inactivés.
Pour réutiliser l’eau en toute sécurité pour des applications comme le traitement industriel, l’irrigation ou la supplémentation en eau potable, ces substances doivent être éliminées efficacement.
Pré-traitement Essentiel : Préparer l'Eau
Avant que l’eau n’atteigne le contacteur à ozone, elle doit être adéquatement préparée pour garantir l’efficacité et la longévité des systèmes avancés.
L’influent du système Ozone/CAB est typiquement un effluent secondaire clarifié (eau qui a passé les traitements biologiques primaire et secondaire). Cependant, cette eau contient encore de petites particules en suspension qui peuvent nuire aux étapes avancées.
Ozone : L'Étape d'Oxydation Primaire
L’ozone est un gaz hautement réactif et l’un des oxydants les plus puissants utilisés dans le traitement de l’eau. Il est essentiel pour initier la décomposition des contaminants complexes.
Comment fonctionne l'Ozonation :
- Génération : L’ozone est produit sur site et à la demande à partir d’oxygène.
- Oxydation : Lorsqu’il est dissous dans l’eau, l’ozone réagit rapidement avec les molécules organiques (micropolluants) et les décompose en composés plus petits et plus biodégradables.
- Désinfection : L’ozone est un désinfectant extrêmement efficace, inactivant un large spectre de pathogènes (y compris les virus et Cryptosporidium) avec de courts temps de contact.
Avantages Clés de l'Ozonation :
- Destruction des Micropolluants : Dégrade efficacement de nombreux contaminants traces, convertissant souvent des substances nocives en sous-produits inoffensifs ou plus faciles à gérer.
- Biodégradabilité Améliorée : Le processus d’oxydation transforme la matière organique complexe et réfractaire en molécules plus petites et facilement digestibles, rendant l’étape biologique suivante (CAB) beaucoup plus efficace.
- Désinfection Supérieure : Fournit une première barrière solide contre les contaminants microbiens.
- Esthétique : Améliore grandement la qualité de l’eau en éliminant la couleur et en contrôlant les composés de goût et d’odeur.
Charbon Actif Biologique (CAB) : L'Étape de Polissage
La filtration sur Charbon Actif Biologique (CAB) suit l’ozonation et est un traitement à double mécanisme qui repose à la fois sur l’adsorption et la biodégradation. Il utilise du charbon actif en grains (CAG) comme substrat pour des microorganismes bénéfiques.
Comment fonctionne la Filtration sur CAB :
- Colonisation Microbienne : La structure poreuse du charbon actif fournit une surface massive où un biofilm de bactéries utiles se développe et prospère.
- Biodégradation : Les bactéries dans le biofilm consomment les composés organiques facilement digestibles créés par l’étape d’ozonation précédente. C’est un mécanisme de nettoyage continu et puissant.
- Adsorption : Le charbon actif lui-même continue d’adsorber tout contaminant trace ou difficile à dégrader restant qui contourne le processus biologique.
Avantages Clés du CAB :
- Performance Soutenue : En s’appuyant sur l’activité microbienne pour consommer la matière organique, le processus CAB régénère efficacement les sites d’adsorption du carbone, prolongeant significativement la durée de vie du média filtrant par rapport au CAG standard.
- Élimination des Sous-produits d’Ozonation : Les bactéries consomment efficacement les composés biodégradables (comme les acides organiques) créés pendant l’ozonation, réduisant la charge organique globale.
- Barrière Robuste : Agit comme une barrière finale et fiable pour l’élimination des micropolluants résiduels et de la matière organique naturelle, assurant la stabilité de la qualité de l’eau.
- Demande Réduite en Désinfectant : En éliminant la matière organique, le CAB diminue le potentiel de formation de sous-produits de désinfection (SPD) nocifs lorsqu’un désinfectant final (comme le chlore) est ajouté.
Le Processus Synergique Ozone/CAB
Le succès de cette combinaison réside dans la transformation fondamentale que l’ozone facilite, maximisant l’efficacité du système CAB.
Étape de Traitement | Fonction Principale | Cible des Contaminants |
|---|---|---|
Pré-traitement | Élimination des Particules | Matières en Suspension, Turbidité |
1. Ozone | Oxydation et Désinfection | Micropolluants, Pathogènes, Couleur, Organiques Réfractaires |
2. CAB | Adsorption et Biodégradation | Sous-produits d’Ozonation, Micropolluants Résiduels, Organiques Traces |
Cette séquence assure un traitement durable et rentable : le pré-traitement protège le système, l’ozone décompose les contaminants difficiles, et le CAB peaufine l’eau tout en se régénérant, minimisant le besoin de remplacement fréquent du carbone.
Applications de l'Eau Traitée par Ozone/CAB
L’eau traitée par cette séquence avancée satisfait certaines des exigences de qualité les plus strictes au monde, la rendant appropriée pour :
- Recharge des Nappes Phréatiques
- Usage Industriel (ex. : eau de refroidissement, alimentation de chaudières)
- Eau Potable Indirecte et Directe
- Irrigation de Haute Qualité
Comparaison des Coûts Ozone/CAB avec l'Osmose Inverse (OI)
Le coût d’un système Ozone/Charbon Actif Biologique (CAB) est généralement nettement inférieur à celui d’un système d’Osmose Inverse (OI) pour la Réutilisation Potable Indirecte (RPI) et Directe (RPD), en particulier pour les communautés intérieures.
Bien que l’Osmose Inverse (OI) soit la référence pour l’élimination des solides dissous totaux (sels) et produise de l’eau hautement purifiée, le système Ozone/CAB s’avère souvent le choix le plus économique lorsque la salinité n’est pas la préoccupation principale.
Caractéristique | Filière de Traitement Ozone/CAB | Filière de Traitement Osmose Inverse (OI) |
|---|---|---|
Moteur Principal | Oxydation et Biodégradation | Filtration Physique/Séparation des Sels |
Coût Typique | Inférieur (Peut être 40–50 % du coût global d’OI) | Supérieur |
Coûts d’Investissement (CAPEX) | Inférieurs (Moins de pièces mécaniques complexes) | Supérieurs (Pompes haute pression, dispositifs de récupération d’énergie, membranes spécialisées) |
Coûts d’Exploitation (OPEX) | Inférieurs (Principalement l’électricité pour la production d’ozone et le lavage à contre-courant) | Nettement Supérieurs (Dominés par l’électricité pour le pompage à haute pression et l’utilisation de produits chimiques) |
Consommation d’Énergie | Beaucoup Plus Basse (Estimée à 0,30 kWh/m³ à 0,40 kWh/m³) Source : Dept. of Energy, Déc 2021 | Beaucoup Plus Élevée (Estimée à 0,84 kWh/m³ ou plus) Source : Dept. of Energy, Déc 2021 |
Flux de Déchets | Aucun (Les solides résiduels du lavage à contre-courant sont généralement recyclés vers l’entrée de l’usine) | Concentré de Saumure (Flux de sels/contaminants très concentré nécessitant une élimination complexe et coûteuse) |
Focus sur les Contaminants | Micropolluants (ex. : produits pharmaceutiques, pesticides), Pathogènes, Organiques | Solides Dissous Totaux (SDT), Micropolluants, Pathogènes |
Les autres applications
Agroalimentaire
L’ozone permet de désinfecter l’eau de procédé, les surfaces et les équipements sans produits chimiques, tout en maîtrisant les odeurs issues des processus de cuisson ou de fermentation. Résultat : un environnement plus sécuritaire pour les employés, conforme aux normes sanitaires les plus strictes.
Aquaculture
Dans les système de recirculation (RAS), l’ozone permet une réductions importante de pathogènes tout en haussant le niveau d’oxygène dans l’eau - 2 avantages pour le prix d’un! ,. C’est la garantie d’un meilleur rendement, d’une qualité d’eau stable et d’un environnement plus sain pour les espèces élevées.
Aquariums publics
L’utilisation de l’ozone permet une clarification optimale de l’eau et un contrôle efficace des parasites et bactéries, sans résidus chimiques. Cette technologie assure une eau plus saine, une visibilité accrue et un environnement sécuritaire pour les espèces aquatiques comme pour les visiteurs.
Contrôle des odeurs
Nos générateurs d’ozone sont utilisés dans les stations de pompage, fosses, usines et systèmes de ventilation pour neutraliser les composés organiques volatils (COV), sans masquer les odeurs. Une solution durable qui respecte les normes d’émission et réduit les plaintes citoyennes.
Eau potable municipale
L’ozonation permet de traiter l’eau sans chlore, en réduisant les sous-produits indésirables (THM, HAA) et en éliminant virus, bactéries et micropolluants. Elle s’intègre parfaitement aux exigences de conformité environnementale tout en améliorant le goût et la qualité de l’eau.
Parcs aquatiques et piscines publiques
Oubliez les désinfectants agressifs. L’ozone offre une désinfection rapide, sans résidus ni odeurs, pour une eau limpide et sécuritaire dans les bassins, glissades et installations aquatiques. La désinfection à l’ozone améliore le confort des usagers tout en réduisant les coûts d’entretien.
Tour de refroidissement
Nos systèmes contrôlent efficacement le biofilm, préviennent la légionellose, réduisent l’usage de produits chimiques et optimisent le rendement énergétique. Une solution clé pour maintenir vos installations performantes, sécuritaires et durables.