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.
Pourquoi utiliser l’ozone pour la réutilisation des eaux industrielles?
Les eaux usées industrielles contiennent souvent des composés chimiques complexes, des colorants, des agents tensioactifs et des contaminants biologiques que les méthodes de traitement traditionnelles parviennent difficilement à éliminer. L’ozone constitue une solution de rechange puissante, sans ajout de produits chimiques.
L’ozone décompose efficacement le carbone organique total (COT) et les composés responsables de la demande chimique en oxygène (DCO), ce qui permet de réutiliser l’eau dans les procédés de production.
- Élimination de la couleur et des odeurs : Il détruit rapidement les liaisons conjuguées responsables de la coloration des teintures textiles ou des effluents de l’industrie des pâtes et papiers, produisant ainsi une eau visuellement plus claire.
- Aucun sous-produit de désinfection : Contrairement au chlore, l’ozone ne laisse aucun résidu chimique nocif ni sel, comme les chlorures, dans l’eau. Il contribue ainsi à prévenir l’accumulation de produits chimiques dans les systèmes en circuit fermé.
- Production sur place : L’ozone est produit sur demande à partir de l’air ambiant, éliminant ainsi la nécessité d’entreposer, de manipuler ou de transporter des produits chimiques dangereux.
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.
La chaîne de traitement industriel à l’ozone
Dans un environnement industriel, le traitement à l’ozone est généralement installé après l’élimination primaire des matières solides et avant l’étape finale de filtration.
- Prétraitement : La flottation à air dissous (DAF) ou le tamisage permet d’éliminer les huiles lourdes, les matières solides et les graisses qui consommeraient inutilement l’ozone.
- Oxydation à l’ozone : L’eau entre dans une chambre de contact où l’ozone gazeux est injecté à l’aide de systèmes Venturi. L’ozone détruit les bactéries, neutralise les odeurs et décompose les composés organiques complexes en structures plus simples.
- Post-filtration : L’eau passe ensuite à travers un filtre au charbon actif en grains (CAG) ou une membrane d’ultrafiltration (UF). Cette étape retient les fragments organiques résiduels et permet de retourner une eau claire dans la chaîne de production.
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.
L’intégration de l’ozone dans un système de réutilisation des eaux de procédé industrielles constitue un moyen très efficace de fermer la boucle du cycle de l’eau. Elle permet aux usines, aux installations manufacturières et aux entreprises de transformation de traiter suffisamment leurs eaux usées pour les réutiliser dans leurs activités, réduisant ainsi considérablement leur consommation d’eau douce et leurs frais de rejet.
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
1. Transformation des aliments et des boissons
Dans l’industrie alimentaire, les eaux de procédé sont fortement chargées en sucres, en amidons et en matières organiques. L’ozone est utilisé pour traiter les eaux de lavage, les systèmes de nettoyage en place (NEP ou CIP) et les eaux de rinçage des bouteilles. Puisqu’il se décompose ensuite en oxygène, il ne laisse aucun goût ni résidu chimique sur les produits alimentaires.
2. Irrigation agricole
Il s’agit probablement de l’une des approches les plus avantageuses et les plus durables. Cette solution de réutilisation directe non potable est déjà utilisée pour éliminer les agents pathogènes et les contaminants avant l’irrigation des cultures et d’autres applications non potables.
3. Eaux usées des industries textile et de la teinture
La fabrication textile génère des eaux usées fortement colorées et chargées en colorants synthétiques. L’ozone agit comme un puissant agent de décoloration en décomposant les molécules complexes des colorants. L’eau peut ainsi être réutilisée dans des cycles de teinture ultérieurs sans altérer les profils de couleur des tissus.
4. Usines de pâtes et papiers
L’industrie papetière utilise de grandes quantités d’eau, qui se chargent en lignine et en produits chimiques de blanchiment. L’ozone est largement utilisé dans les configurations d’usines en circuit fermé afin d’éliminer la couleur et les matières organiques. Il permet ainsi aux installations de fonctionner avec un rejet liquide presque nul, ou ZLD.
Comparaison des Coûts Ozone/CAB avec l'Osmose Inverse (OI)
Dans les systèmes avancés de réutilisation de l’eau, la combinaison de l’ozone et du charbon actif biologique (BAC) représente une solution économique sans membrane pouvant remplacer l’osmose inverse (OI). Le procédé Ozone + BAC favorise la dégradation biologique des composés organiques, tandis que l’osmose inverse bloque physiquement la quasi-totalité des solides dissous et des sels. L’ozone est également extrêmement efficace pour neutraliser les contaminants émergents et ne produit pas de sous-produits de désinfection.
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 |
Quelle dose d’ozone utiliser?
Chaque installation est unique. Le dosage d’ozone requis dépend des contaminants présents dans l’eau et de l’utilisation prévue de l’eau traitée. En règle générale, les doses peuvent varier d’environ 2 mg/L à 35 mg/L. Communiquez avec nous à l’adresse info@emo3.com afin que nous puissions vous accompagner.
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.