FR2927622A1 - Procede de traitement d'eau par systeme membranaire de type nanofiltration ou osmose inverse permettant des taux de conversion eleves grace a l'elimination de la matiere organique. - Google Patents

Procede de traitement d'eau par systeme membranaire de type nanofiltration ou osmose inverse permettant des taux de conversion eleves grace a l'elimination de la matiere organique. Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé de traitement d'une eau douce, de mer, saumâtre ou de sortie de STEP contenant de la matière organique, en vue de sa potabilisation, de son recyclage, de son dessalement, ou en vue de son épuration pour une application industrielle, ledit procédé comprenant au moins une première étape (11) de filtration par nanofiltration ou osmose inverse d'un écoulement provenant dans d'une étape de traitement primaire (10) et une deuxième étape (13) de filtration par nanofiltration ou osmose inverse d'un concentrat provenant de ladite première étape de filtration (11).Selon l'invention, un tel procédé comprend une étape (12, 12') de traitement intermédiaire incluant un traitement biologique et/ou d'oxydation et/ou une coagulation à faible pH dudit concentrat provenant de ladite première étape (11) de filtration et/ou dudit concentrat provenant de ladite deuxième étape (13) de filtration.

Description

Procédé de traitement d'eau par système membranaire de type nanofiltration ou osmose inverse permettant des taux de conversion élevés grâce à l'élimination de la matière organique. 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui du traitement de l'eau. Plus précisément, l'invention concerne le traitement des eaux douces, saumâtres, de mer ou de sortie de station d'épuration (STEP), en vue de leur potabilisation, de leur dessalement, de leur recyclage ou de leur épuration par la mise en oeuvre de procédés membranaires, notamment de nanofiltration ou d'osmose inverse. 2. Art antérieur et inconvénient de l'art antérieur Les procédés de filtration sur membrane sont couramment mis en oeuvre en vue de potabiliser, de recycler, de dessaler ou encore d'épurer de l'eau pour lui conférer une qualité susceptible de la rendre utilisable dans différents procédés industriels. Les procédés membranaires classiquement utilisés (ultrafiltration, microfiltration, et plus récemment nanofiltration et osmose inverse) consistent à faire passer l'eau à traiter (encore appelée eau brute) à travers des membranes qui retiennent physiquement les éléments initialement présents dans l'eau.
La taille des éléments qui peuvent être retenus par une membrane traduit son seuil de coupure. Ainsi, les membranes de microfiltration ont un seuil de coupure de l'ordre de 0,11um, les membranes d'ultrafiltration ont un seuil de coupure de l'ordre de 0,011um, et les membranes de nanofiltration ont un seuil de coupure à l'échelle nanométrique.
Il a ainsi été proposé de potabiliser, d'épurer, de recycler ou de dessaler de l'eau en lui faisant subir une étape de filtration en la faisant par exemple traverser une unité de filtration sur membrane de nanofiltration ou une unité d'osmose inverse. On note que la nanofiltration ou l'osmose inverse sont généralement précédées, afin de limiter le colmatage des membranes mises en oeuvre, d'un prétraitement qui peut notamment consister en un dessablage, une coagulation, une floculation et une décantation de façon à en retirer une forte proportion des particules, notamment colloïdales, initialement en suspension. Ce type de procédé de traitement permet de produire entre 40 et 90 %, et plus généralement pour la nanofiltration entre 75 et 85% d'eau traitée qui correspond aux perméats issus des membranes, et génère en contrepartie au mieux entre 15 à 25 % de rejets appelés concentrats. Ces concentrats, qui peuvent être riches en sels, en matières organiques et en pesticides retenus par les membranes, sont généralement rejetés dans le milieu naturel.
Généralement, l'impact environnemental des concentrats de nanofiltration ou d'osmose inverse sur le milieu récepteur est faible. Toutefois, afin d'éviter de renvoyer dans les eaux naturelles des polluants déjà présents dans l'eau de surface prélevée, et dans le but de préserver la qualité de notre environnement, il est nécessaire de limiter le volume de ces rejets et d'en éliminer si nécessaire les polluants ou micropolluants. En d'autres termes, il existe un besoin relativement marqué en procédés de traitement d'eau par nanofiltration ou osmose inverse dont les taux de conversion sont supérieurs au taux de conversion obtenus avec les procédés de traitement actuels.
Afin de palier cet inconvénient, il a ainsi été proposé de faire passer ces concentrats au travers une deuxième unité de filtration sur membranes de nanofiltration ou d'une deuxième unité d'osmose inverse. Ce type de procédé permet de réduire le volume des rejets évacués dans le milieu naturel et d'augmenter en conséquence la quantité d'eau traitée produite, ce qui participe à préserver l'environnement en préservant les ressources naturelles. En d'autres termes, ce type de procédé a contribué à augmenter le taux de conversion (noté Y ) qui se définit par la formule suivante : Y = 100-(Qrej et*l 00/Qalimentation) (avec Qrejet correspondant au débit de concentrat rejeté et Qalimentation correspondant au débit d'eau à traiter).
Par ailleurs, le problème du colmatage des membranes se pose dans de nombreux types de procédés de traitement membranaire, notamment lorsque les taux de conversion sont élevés. En effet, au fil du temps, les pores des membranes s'obstruent avec pour conséquence une augmentation de la perte de charge et une baisse du rendement des installations de traitement. Le colmatage des membranes impose de procéder régulièrement à des opérations de nettoyage des membranes. À la longue, ces phases de nettoyage peuvent conduire à une détérioration des membranes. Au-delà d'un certain seuil de détérioration, les membranes doivent être remplacées. De façon à limiter la fréquence des opérations de nettoyage et de remplacement des membranes de filtration, il a été proposé, dans le cadre du traitement d'eaux contenant des matières inorganiques, de mettre en oeuvre un traitement de type physico-chimique entre les deux étapes de nanofiltration ou d'osmose inverse. Ce type de traitement physico- chimique participe essentiellement à éviter la précipitation des sels sur les membranes. Toutefois, lorsque les eaux à traiter contiennent des matières organiques, le colmatage organique des membranes peut être relativement important. Il a en outre été observé que dans le cadre du traitement de telles eaux contenant des matières organiques, le développement d'un biofilm à la surface des membranes pouvait contribuer à leur colmatage. Il n'a pas pour autant été proposé d'insérer entre deux étapes de nanofiltration ou d'osmose inverse un traitement adapté au traitement des eaux contenant des matières organiques. Or, dans de nombreux cas de figure, les eaux à potabiliser, à dessaler, à recycler ou à épurer pour une application industrielle présentent des concentrations de matières organiques non négligeables. La mise en oeuvre de traitements physico-chimiques tels que proposés par les techniques de l'art antérieur ne permettrait pas de prévenir, de façon satisfaisante, le colmatage organique sur une deuxième étape de filtration. De même, une prévention efficace du développement d'un tel biofilm nécessiterait, lorsque c'est possible, le recours à des produits chimiques dans des quantités qui ne sont pas acceptables tant sur le plan économique qu'écologique. En d'autres termes, il existe un besoin relativement prononcé en procédés de traitement d'eaux par nanofiltration ou osmose inverse, dont le taux de conversion est élevé, et générant au cours de leurs mise en oeuvre peu de problème de colmatage organique ou biologique. 3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art 10 antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir, dans au moins un mode de réalisation, une technique de traitement d'eau, contenant des matières organiques, par nano filtration ou osmose inverse en vue de sa potabilisation, de son épuration pour une application industrielle, de son recyclage ou de son 15 dessalement qui soit plus respectueuse de l'environnement. Notamment un objectif de l'invention est de mettre en oeuvre, dans au moins un mode de réalisation, une telle technique qui présente un taux de conversion élevé, c'est-à-dire qui permette de réduire la quantité de concentrats rejetés dans le milieu naturel et d'augmenter la quantité d'eau traitée produite. 20 Un autre objectif de l'invention est de rejeter un concentrat épuré des polluants initialement présents dans l'eau prélevée. Un autre objectif de l'invention est également de fournir, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, une telle technique qui permette de réduire les quantités de produit chimique nécessaires au traitement de l'eau en question. 25 L'invention vise également l'objectif de proposer, dans au moins un mode de réalisation, une telle technique de traitement d'eau dont la fréquence des campagnes de maintenance soit relativement réduite, à tout le moins comparativement aux techniques de l'art antérieur. Notamment, un objectif de l'invention est de mettre en oeuvre, dans au 30 moins un mode de réalisation, une telle technique de traitement d'eau qui permette de réduire le colmatage, notamment d'origine organique et/ou d'origine biologique, des membranes utilisées au cours de sa mise en oeuvre. Un autre objectif de l'invention est de fournir, dans au moins un mode de réalisation, une telle technique de traitement d'eau qui permette de limiter l'usure des membranes et qui permette en conséquence de réduire leur fréquence de remplacement. L'invention a encore pour objectif de fournir, dans au moins un mode de réalisation, une telle technique de traitement d'eau qui soit relativement efficace, fiable, à tout le moins comparativement aux techniques de l'art antérieur. 4. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un procédé de traitement d'une eau douce, de mer, saumâtre ou de sortie de STEP contenant des matières organiques dont la teneur en COT varie entre 0.5 et 50 ppm, en vue de sa potabilisation, de sa désalinisation, de son recyclage ou en vue de son épuration pour une application industrielle, ledit procédé comprenant au moins : - une étape de traitement primaire comprenant une phase de dessablage - tamisage et/ou d'oxydation et/ou de coagulation et/ou de floculation et/ou de décantation et/ou filtration membranaire de type microfiltration ou 20 ultrafiltration de ladite eau ; - une première étape de filtration par nanofiltration ou osmose inverse d'un écoulement provenant de ladite étape de traitement primaire ; - une deuxième étape de filtration par nanofiltration ou osmose inverse d'un concentrat provenant de ladite première étape de filtration ; 25 - une étape de récupération d'un perméat issu de ladite première étape de filtration ; - une étape de rejet dans le milieu naturel d'un résidu de traitement. Selon l'invention, un tel procédé comprend une étape de traitement intermédiaire incluant un traitement biologique et/ou une coagulation à faible pH 30 dudit concentrat provenant de ladite première étape de filtration et/ou dudit concentrat provenant de ladite deuxième étape de filtration. Avantageusement ladite étape intermédiaire de traitement (12, 12") inclue uniquement un traitement biologique. Ainsi, l'invention repose sur une approche innovante permettant le traitement d'une eau contenant des matières organiques, qu'elle soit douce, saumâtre, de sortie de STEP ou salée, et qui consiste à faire subir au concentrat issu d'une première étape de nanofiltration ou d'osmose inverse de l'eau à traiter une étape de traitement intermédiaire biologique suivie d'une étape de nanofiltration ou d'osmose inverse.
Cette approche originale, selon laquelle le traitement intermédiaire subit par le concentrat inclut une phase de traitement biologique, permet de prévenir le colmatage tant d'origine organique que d'origine biologique des membranes de filtration ou d'osmose inverse. En effet, le fait de prévoir un traitement biologique en amont de la seconde étape de nanofiltration ou d'osmose inverse permet de réduire la concentration en matière organique contenu dans le concentrat provenant de la première étape de filtration et de réduire en conséquence la quantité de matière organique se déposant sur les membranes. En outre, la réduction de la concentration en matière organique dans ce concentrat permet d'y limiter la prolifération de biomasse et en conséquence de réduire la formation de bio film sur les membranes de la seconde étape de filtration. Cette approche originale permet en outre, du fait que le traitement intermédiaire de type biologique conduit à dégrader une partie de la matière organique présente originellement dans l'eau à traiter, de réduire la concentration en matière organique des rejets. Elle permet de plus de réduire les quantités de produits chimiques qui devraient être employées afin de réduire la pollution organique comparativement à un procédé ne mettant pas en oeuvre de traitement intermédiaire de type biologique. Tout ceci participe à réduire le volume de rejets déversés dans le milieu naturel et tend ainsi à répondre aux contraintes de plus en plus présentes relatives au respect de l'environnement.
Le fait que l'étape intermédiaire de traitement peut inclure une étape de coagulation à faible pH revêt un intérêt lorsque le taux de matière organique biodégradable est faible. En effet, la coagulation à faible pH permet de précipiter les matières organiques non biologiquement dégradables par voie physico- chimique, contrairement au traitement biologique. Le choix entre traitement biologique ou de la coagulation à faible pH pourra être opéré selon le type d'eau à traiter et la nature de la matière organique qu' elle contient. Il pourra également être prévu de mettre en oeuvre un traitement biologique et une coagulation à faible pH afin d'abattre la teneur en matière 10 organique biologiquement et non biologiquement dégradable. Le procédé selon l'invention permet avantageusement d'obtenir un traitement convenable lorsque ladite eau contient entre 1 et 15 ppm de COT (Concentration Organique Totale). Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le taux de conversion 15 total de ladite étape de traitement primaire et de ladite première étape de filtration est compris entre 40 et 90% et le taux de conversion globale de ladite première étape de traitement intermédiaire et de ladite deuxième étape de filtration est compris entre 20 et 90%. Préférentiellement, le taux de conversion total de ladite étape de traitement 20 primaire et de ladite première étape de filtration est compris entre 75 et 85% et le taux de conversion globale de ladite première étape de traitement intermédiaire et de ladite deuxième étape de filtration est compris entre 60 et 80%. La mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention permet ainsi de limiter la quantité de rejets dans l'environnement et de produire une quantité d'eau traitée 25 plus importante comparativement à la mise en oeuvre des techniques de l'art antérieur. Selon une caractéristique avantageuse, un procédé selon l'invention comprend au moins une mise en oeuvre, en série, d'une deuxième étape de traitement intermédiaire puis d'une troisième étape de filtration dudit concentrât 30 provenant de ladite deuxième étape de filtration.
Ceci conduit à décupler les capacités du procédé selon l'invention et à augmenter en conséquence son taux de conversion global. Selon un aspect préféré de l'invention, ladite deuxième étape de traitement intermédiaire inclut un traitement de type biologique.
Ceci permet de contribuer à éliminer la pollution organique biodégradable et donc à limiter le colmatage des membranes des étages de filtration suivants. Ceci contribue également à limiter la formation d'un biofilm sur les membranes. La fréquence de remplacement des membranes peut de ce fait être réduite. Avantageusement, ladite deuxième étape de traitement intermédiaire inclut un traitement de type physico-chimique. Dans ce cas, ce traitement de type physico-chimique appartient préférentiellement au groupe comprenant : - une injection de biocide ; - une désoxygénation ; -une acidification ; - une précipitation de sels ; - une décarbonatation à la soude ou à la chaux ; - un adoucissement. La mise en oeuvre d'un tel type de traitement physico-chimique peut notamment permettre de réduire la précipitation sur les membranes des sels contenus dans le concentrat. Ceci contribue également à réduire la détérioration des membranes. Il peut également être avantageusement prévu que ladite deuxième étape de traitement intermédiaire inclut un traitement de clarification de type décanteur et/ou flottateur et/ou filtre à lit granulaire et/ou oxydation et/ou membranes de microfiltration ou d'ultrafiltration. Une partie des matières en suspension dans l'eau à traiter peut ainsi en être retirée avant que celle-ci subisse une troisième étape de nanofiltration ou d'osmose inverse, ce qui contribue de nouveau à prévenir le colmatage des membranes.
Selon un autre aspect avantageux, un procédé selon l'invention comprend une étape de traitement dudit résidu avant rejet dans le milieu naturel, ladite étape de traitement consistant en une adsorption et/ou une oxydation et/ou un traitement biologique.
La mise en oeuvre d'une telle étape de traitement de concentrat permet de rejeter dans le milieu naturel un effluent épuré en pesticides et dont la teneur en matières organiques est conforme à la législation. Selon une autre caractéristique avantageuse, un procédé selon l'invention comprend une étape de recirculation, dans ledit concentrat provenant de ladite première étape de filtration, d'un écoulement provenant de ladite première étape de traitement intermédiaire dudit concentrat provenant de ladite deuxième étape de filtration. Cette mise en oeuvre permet d'optimiser l'efficacité du traitement intermédiaire. En effet, un traitement biologique sera plus efficace sur le concentrat concentré après l'étape de nanofiltration ou d'osmose inverse car la teneur en matière organique biodégradable y sera plus importante. De même si ce traitement intermédiaire comprend un traitement physico-chimique, la précipitation des sels sera plus rapide dans le cas où leur concentration est élevée. Selon un autre aspect préféré, un procédé selon l'invention comprend une étape de mélange d'un perméat provenant de ladite deuxième étape de filtration avec ledit perméat provenant de ladite première étape de filtration. La quantité d'eau traitée produite par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est en conséquence plus importante que celle produite par la mise en oeuvre d'un procédé selon l'art antérieur.
Un procédé selon l'invention comprend préférentiellement une étape de mélange d'un perméat provenant d'au moins une desdites troisièmes étapes de filtration avec ledit perméat provenant de ladite première étape de filtration. Ainsi, lorsqu'un procédé selon l'invention comprend une ou plusieurs mises en oeuvre, en série, d'une deuxième étape de traitement intermédiaire puis d'une troisième étape de filtration dudit concentrat provenant de ladite deuxième étape de filtration, cette caractéristique supplémentaire permet encore d'accroître davantage la quantité d'eau traitée produite. 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférentiels, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 présente un synoptique d'un premier mode de réalisation d'un procédé de traitement d'eau selon l'invention ; - la figure 2 illustre une mise en oeuvre particulière permettant de démultiplier les capacités du procédé de traitement d'eau selon le premier mode de réalisation décrit en relation avec la figure 1 ; - la figure 3 présente un synoptique d'un deuxième mode de réalisation d'un procédé de traitement d'eau selon l'invention. 6. Description de modes de réalisation de l'invention 6.1. Rappel du principe de l'invention Le principe général de l'invention repose sur une approche originale permettant le traitement d'une eau contenant des matières organiques, qu'elle soit douce, saumâtre, de sortie de STEP ou salée, et qui consiste à faire subir au concentrat issu d'une première étape de nanofiltration ou d'osmose inverse de l'eau à traiter une étape de nanofiltration ou d'osmose inverse précédée d'une étape de traitement intermédiaire permettant l'élimination de la matière organique tel qu'un traitement biologique ou une coagulation à faible pH. La mise en oeuvre d'une telle étape de traitement intermédiaire permet 25 notamment : - de réduire la concentration en matière organique contenu dans le concentrat provenant de la première étape de filtration, et - de limiter la prolifération de biomasse au sein du concentrat avant qu'il ne subisse une étape de nanofiltration ou d'osmose inverse.
En d'autres termes, la mise en oeuvre d'un tel traitement intermédiaire permet notamment de prévenir le colmatage tant d'origine organique que d'origine biologique des membranes de nanofiltration ou d'osmose inverse. 6.2. Exemple d'un premier mode de réalisation d'un procédé de traitement d'eau selon l'invention On présente, en relation avec la figure 1, un procédé de traitement d'eau selon un premier mode de réalisation de l'invention. Tel que cela est représenté, ce procédé de traitement d'eau, qui peut être mis en oeuvre aussi bien pour le traitement d'eau douce, d'eau saumâtre, d'eau de sortie de STEP ou d'eau salée en vue de sa potabilisation, de son épuration, de son recyclage ou de son dessalement, comprend une étape de traitement primaire 10 de l'eau à traiter. Cette étape de traitement primaire 10 peut notamment comprendre une phase de dessablage-tamisage de manière à retenir une part importante des particules solides de tailles relativement importantes initialement présentes dans l'eau à traiter. Cette étape de traitement primaire 10 peut également comprendre une étape de pré-oxydation (02, KmnO4, Chloramine, C1O2, C12, 03,....) pour oxyder les métaux réduits (fer, manganèse...) et améliorer la coagulation.
Cette étape de traitement primaire 10 peut en outre comprendre une phase de coagulation de façon à favoriser la floculation des particules colloïdales contenues dans l'eau à traiter. Cette phase de coagulation peut classiquement être suivie d'une phase de floculation de telle manière que les particules colloïdales en suspension dans l'eau à traiter se réunissent pour former des flocs. Le traitement primaire 10 peut aussi comprendre une étape de décantation au cours de laquelle les flocs formés précédemment se séparent de l'eau à traiter. Le traitement primaire 10 peut enfin comprendre une étape de filtration membranaire tel que micro filtration ou ultrafiltration.
L'eau ayant subit ce traitement primaire 10 subit ensuite une première étape 11 de nanofiltration ou d'osmose inverse selon l'usage auquel elle est destinée. L'étape 11 de nanofiltration ou d'osmose inverse conduit à la production : - d'un perméat qui constitue, à tout le moins en partie, l'eau traitée produite, et - d'un concentrat qui constitue un résidu de filtration. Le concentrat issu de cette première étape de filtration 11 contient notamment des matières organiques, des pesticides, et des sels.
Ce concentrat est ensuite dirigé de façon à subir une deuxième étape 13 de nanofiltration ou d'osmose inverse. On note que de façon tout à fait originale, il est prévu selon l'invention que le concentrat subisse une étape de traitement intermédiaire 12 antérieurement à la mise en oeuvre de cette deuxième étape 13 de nanofiltration ou d'osmose inverse.
Cette étape de traitement intermédiaire 12 comprend notamment un traitement de type biologique. Ce type de traitement biologique peut notamment consister en un traitement sur cultures fixées comme une filtration sur charbon actif en grains, sur un filtre à sable aéré, sur un biofiltre ou sur un bioréacteur à membranes (BRM) ou tout autre procédé de traitement biologique adapté. Un tel traitement intermédiaire permet de réduire la concentration en matière organique dans le concentrat. Il permet de ce fait de prévenir, ou à tout le moins de limiter, le colmatage organique des membranes de filtration ou d'osmose inverse. Il permet en outre, du fait de la faible concentration en matière organique de ce concentrat, de prévenir la formation d'un biofilm sur les membranes.
Ainsi, de part la mise en oeuvre de cette étape 12 de traitement intermédiaire biologique, la fréquence de nettoyage et de remplacement des membranes peut être réduite sur la seconde étape de nano filtration ou osmose inverse. Ceci contribue à réduire les coûts d'exploitation engendrés par la mise en oeuvre d'un tel procédé.
Dans une variante, il peut être prévu que le traitement biologique soit remplacé par une coagulation à faible pH. La coagulation à faible pH permet une précipitation des matières organiques par voie physico-chimique, contrairement au traitement biologique qui dégrade la matière organique. Ce traitement pourra être appliqué en variante au traitement biologique lorsque celui-ci s'avère être peu efficace, en cas de faible présence de matières organiques biodégradables par exemple. Selon la composition de l'eau à traiter, il peut être nécessaire de prévoir que ce traitement intermédiaire comprenne également un traitement 10 complémentaire de type physico-chimique. Un tel traitement physico-chimique peut notamment permettre de réduire la précipitation sur les membranes des sels contenus dans le concentrat, par exemple par injection d'un agent acidifiant. Il peut également consister en une oxydation, une précipitation de sels, une décarbonatation à la soude ou à la chaux 15 , un adoucissement. En outre, la teneur en matière organique non biologiquement biodégradable dans le concentrat, et le colmatage organique des membranes peuvent être avantageusement abaissés par l'injection dans le concentrat d'un biocide, ou en lui faisant subir une désoxygénation, par exemple par l'injection 20 d'un réducteur d'oxygène ou par la mise en oeuvre d'un contacteur à membrane. D'autres moyens adaptés pourront bien entendu être mis en oeuvre de façon à produire de tels effets. La deuxième étape 13 de nanofiltration ou d'osmose inverse permet la production d'un perméat et d'un concentrat. Le perméat ainsi produit est recueilli 25 et mélangé avec le perméat produit au cours de la première étape 11 de nano filtration ou d'osmose inverse, ce qui conduit à augmenter la quantité d'eau traitée produite, et va dans le sens d'un meilleur respect de l'environnement. Le taux de conversion obtenu par la mise en oeuvre de l'étape de traitement primaire 10 et de la première étape de nanofiltration ou s'osmose inverse varie entre 40 et 90%, et plus généralement est de l'ordre de 85%, ce qui signifie qu'elle conduit au rejet de généralement 15% de concentrat. Le taux de conversion obtenu par la mise en oeuvre de l'étape de traitement intermédiaire 12 et de la deuxième étape 13 de nanofiltration ou d'osmose inverse 5 est compris entre 20 et 90 % et plus généralement entre 60 et 80 %. Le taux de conversion global obtenu par la mise en oeuvre de l'ensemble de ces étapes 10, 11, 12, 13 est donc compris entre 52 et 99.99% et plus généralement entre 94 et 97%. La mise en oeuvre de ces étapes du procédé selon l'invention peut donc 10 généralement conduire à la production de 3 à 6 % de rejets alors que les techniques de l'art antérieur génèrent couramment entre 15 et 25% de rejets. Le concentrat produit au cours de la deuxième étape 13 de nanofiltration ou d'osmose inverse est ensuite dirigé de façon à subir une étape de traitement 14 avant son rejet 15 dans le milieu naturel. 15 Cette étape de traitement 14 peut notamment comprendre une adsorption, par exemple sur CAG (Charbon Actif en Grains) ou sur CAP (Charbon Actif en Poudre) et/ou une oxydation, par exemple à l'ozone, et/ou un traitement de type biologique. Il pourra également comprendre une évaporation ou une coagulation, floculation, décantation. 20 La mise en oeuvre d'une telle étape de traitement de concentrat 14 permet de rejeter dans le milieu naturel un effluent épuré en pesticides et dont la teneur en matières organiques est conforme à la législation. La mise en oeuvre d'un procédé de traitement selon ce premier mode de réalisation permet d'obtenir un taux de conversion global compris entre 94 et 25 97%, et ainsi de réduire le volume des rejets et d'augmenter le volume d'eau produite. Ceci permet en conséquence de conduire à réduire la taille des installations nécessaires au traitement des concentrats avant leur rejet dans la nature. Il conduit également à limiter le colmatage des membranes et à réduire la fréquence des campagnes de maintenance. 6.3. Démultiplication d'un procédé de traitement d'eau selon le premier mode de réalisation de l'invention On présente, en relation avec la figure 2, un exemple de mise en oeuvre qui peut permettre de démultiplier les capacités d'un procédé de traitement d'eau selon le premier mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure 2, des signes de références identiques à ceux apparaissant sur la figure 1 sont utilisés pour désigner des étapes équivalentes mises en oeuvre dans le procédé selon le premier mode de réalisation. Seules les différences essentielles entre cet exemple de mise en oeuvre et le premier mode de réalisation précédemment décrit seront ici exposées. Cet exemple de mise en oeuvre consiste à démultiplier les capacités du procédé selon le premier mode de réalisation en prévoyant une mise en oeuvre en série d'une deuxième étape de traitement intermédiaire 12' puis d'une troisième étape 13' de filtration par nanofiltration ou osmose inverse du concentrat provenant de ladite deuxième étape 13 de nanofiltration ou d'osmose inverse. Les étapes de traitement intermédiaire 12' et de nanofiltration ou osmose inverse 13' peuvent être semblables aux étapes de traitement intermédiaire 12 et de nanofiltration ou osmose inverse 13. Selon d'autres variantes, le procédé selon le premier mode de réalisation peut être démultiplié en prévoyant plusieurs mises en oeuvre en série d'une deuxième étape de traitement intermédiaire 12' puis d'une troisième étape 13' de filtration par nano filtration ou osmose inverse du concentrat provenant de ladite deuxième étape 13 de nanofiltration ou d'osmose inverse. Par exemple, le fait de prévoir deux mises en oeuvre en série d'une deuxième étape de traitement 12' puis d'une troisième étape 13' de filtration par nanofiltration ou osmose inverse d'un concentrat provenant de ladite deuxième étape 13 de nanofiltration ou d'osmose inverse consisterait, en se référant à la figure 2, à mettre en oeuvre une troisième étape de traitement intermédiaire suivie d'une quatrième étape de nanofiltration ou d'osmose inverse entre les étapes 13' et 14.
De telles mises en oeuvre peuvent permettre d'accroître encore davantage le taux de conversion du procédé. Il est ainsi possible de mettre en oeuvre des procédés de traitement d'eau dont le taux de conversion peut atteindre jusqu'à 99,9%. 6.4. Exemple d'un deuxième mode de réalisation d'un procédé de traitement d'eau selon l'invention On présente, en relation avec la figure 3, un procédé de traitement d'eau selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure 3, des signes de références identiques à ceux employés dans les figures 1 et 2 sont utilisés pour désigner des étapes équivalentes mises en oeuvre dans le procédé selon le premier mode de réalisation. Seules les différences essentielles entre ce deuxième mode de réalisation et le premier mode de réalisation précédemment décrit seront ici exposées. Tel que cela est représenté, la différence essentielle qui existe entre ce deuxième mode de réalisation et le premier mode de réalisation réside dans le fait que le concentrat issu de la première étape de nanofiltration ou osmose inverse 11 est directement dirigé de façon à ce qu'il subisse une deuxième étape de nano filtration ou osmose inverse 14 sans subir aucun traitement intermédiaire. En revanche, le concentrat provenant de cette deuxième étape de nanofiltration ou osmose inverse 13 est au moins en partie dirigé de façon telle qu'il subisse une étape de traitement intermédiaire 12" qui comprend notamment un traitement de type biologique. Bien entendu, cette étape de traitement 12" peut comprendre d'autres types de traitement au même titre que l'étape de traitement intermédiaire 12 du premier mode de réalisation.
Dans une variante, il pourra être prévu que le traitement intermédiaire consiste en une coagulation à faible pH. Dans ce mode de réalisation, au moins une partie du concentrat ayant subi cette étape de traitement intermédiaire 12" est recirculée de manière à ce qu'il soit mélangé avec le concentrat nouvellement produit au cours de la mise en oeuvre de la première étape de nanofiltration ou d'osmose inverse 11.
Cette mise en oeuvre permet d'optimiser l'efficacité du traitement 12". Un traitement biologique sera, en effet, plus efficace sur le concentrat concentré après l'étape de nanofiltration 13 car la teneur en matière organique biodégradable y sera plus importante. De même si le traitement 12" comprend un traitement physico-chimique, la précipitation des sels sera plus rapide dans le cas où leur concentration est élevée. 6.5. Essais 6.5.1. Sans mise en oeuvre de traitement intermédiaire biologique Des essais ont été réalisés en vue de concentrer des concentrats avec un procédé de traitement selon le premier mode de réalisation dans lequel l'étape de traitement intermédiaire de type biologique n'a pas été mise en oeuvre. Les membranes utilisées au cours de ces essais étaient des membranes planes de nano filtration. Un tel procédé a permis d'obtenir un taux de conversion de l'ordre de 75% sur l'étape de nanofiltration ce qui a donné un taux de conversion global de 96%. Toutefois, la réalisation de tels essais sur une période longue et à l'échelle industrielle a conduit à un colmatage organo-minéral et biologique des membranes. 6.5.2. Mise en oeuvre de traitement intermédiaire biologique De façon à attester l'efficacité d'un traitement intermédiaire de type biologique, des essais consistant à traiter des concentrats membranaires sur deux colonnes CAG (Charbon Actif en Grains) positionnées en série ont été menés. Les conditions opératoires étaient les suivantes : - temps de contact : 2 fois 20 mn ; - débit d'alimentation : 0,2 1/h. L'abattement en DCO (Demande Chimique en Oxygène) obtenu après 1 mois de fonctionnement 24h/24 sur du CAG (Charbon Actif en Grains) ensemencé ont été les suivants : - 15 à 20% d'abattement après 20 minutes de temps de contact ; 30 - 25 à 30% d'abattement après 40 minutes de temps de contact.
En conclusions, un traitement de type biologique sur filtre CAG (Charbon Actif en Grains) permet d'éliminer 30% de la DCO (Demande Chimique en Oxygène), c'est-à-dire toute la partie biodégradable de la matière organique.

Claims (14)

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement d'une eau douce, de mer, de sortie de station d'épuration, ou saumâtre contenant de la matière organique, dont la teneur en COT varie entre 0.5 et 50 ppm, en vue de sa potabilisation, de sa désalinisation, de son recyclage ou en vue de son épuration pour une application industrielle, ledit procédé comprenant au moins : - une étape de traitement primaire (10) comprenant une phase de dessablage-tamisage et/ou d'oxydation et/ou de coagulation et/ou de floculation et/ou de décantation et/ou de filtration membranaire de type microfiltration ou ultrafiltration de ladite eau. - une première étape (11) de filtration par nano filtration ou osmose inverse d'un écoulement provenant de ladite étape de traitement primaire (10) ; - une deuxième étape (13) de filtration par nano filtration ou osmose inverse d'un concentrat provenant de ladite première étape de filtration (11) ; - une étape de récupération d'un perméat issu de ladite première étape de filtration (11) ; - une étape (15) de rejet dans le milieu naturel d'un résidu de traitement ; caractérisé en ce qu'il comprend une étape intermédiaire de traitement (12, 12") incluant un traitement biologique et/ou une coagulation à faible pH dudit concentrat provenant de ladite première étape (11) de filtration et/ou dudit concentrat provenant de ladite deuxième étape (13) de filtration.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape intermédiaire de traitement (12, 12") inclue un traitement biologique.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite eau contient entre 1 et 15 ppm de COT.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ceque le taux de conversion total de ladite étape de traitement primaire (10) et de ladite première étape (11) de filtration est compris entre 40 et 90% et le taux de conversion globale de ladite première étape (12) de traitement intermédiaire et de ladite deuxième étape (13) de filtration est compris 20 et 90%.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le taux de conversion total de ladite étape de traitement primaire (10) et de ladite première étape (11) de filtration est compris entre 75 et 85% et le taux de conversion globale de ladite première étape (12) de traitement intermédiaire et de ladite deuxième étape (13) de filtration est compris entre 60 et 80%.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une mise en oeuvre, en série, d'une deuxième étape de traitement intermédiaire (12') puis d'une troisième étape (13') de filtration dudit concentrat provenant de ladite deuxième étape (13) de filtration.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite deuxième étape (12') de traitement inclut un traitement de type biologique.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que ladite deuxième étape (12') de traitement intermédiaire inclut un traitement de type physico-chimique.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit traitement de 25 type physico-chimique appartient au groupe comprenant : -une injection de biocide ; - une désoxygénation ; - une acidification ; -une précipitation de sels ; 30 - une décarbonatation à la soude ou à la chaux ;un adoucissement.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9 caractérisé en ce que ladite deuxième étape de traitement intermédiaire (12') inclut un traitement de clarification de type décanteur et/ou flottateur et/ou filtre à lit granulaire et/ou une oxydation et/ou membranes de micro filtration ou d'ultrafiltration.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend une étape (14) de traitement dudit résidu avant rejet dans le milieu naturel, ladite étape de traitement (14) consistant en une adsorption et/ou une oxydation et/ou un traitement biologique.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de recirculation, dans ledit concentrat provenant de ladite première étape (11) de filtration, d'un écoulement provenant de ladite première étape (12") de traitement dudit concentrat provenant de ladite deuxième étape (13) de filtration.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mélange d'un perméat provenant de ladite deuxième étape (13) de filtration avec ledit perméat provenant de ladite première étape (11) de filtration.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mélange d'un perméat provenant d'au moins une desdites troisièmes étapes (13') de filtration avec ledit perméat provenant de ladite première étape (11) de filtration. 21
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