FR2984874A1 - Procede de traitement d'eaux usees industrielles ou urbaines pour une reutilisation, et installation pour mettre en oeuvre ce procede - Google Patents

Procede de traitement d'eaux usees industrielles ou urbaines pour une reutilisation, et installation pour mettre en oeuvre ce procede Download PDF

Info

Publication number
FR2984874A1
FR2984874A1 FR1162368A FR1162368A FR2984874A1 FR 2984874 A1 FR2984874 A1 FR 2984874A1 FR 1162368 A FR1162368 A FR 1162368A FR 1162368 A FR1162368 A FR 1162368A FR 2984874 A1 FR2984874 A1 FR 2984874A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
treatment
reuse
unit
wastewater
reverse osmosis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1162368A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2984874B1 (fr
Inventor
Sylvie Baig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suez International SAS
Original Assignee
Degremont SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Degremont SA filed Critical Degremont SA
Priority to FR1162368A priority Critical patent/FR2984874B1/fr
Priority to CN201810423856.8A priority patent/CN108558139A/zh
Priority to BR112014015285A priority patent/BR112014015285A2/pt
Priority to PCT/IB2012/057538 priority patent/WO2013093840A1/fr
Priority to CN201280068596.8A priority patent/CN104093672A/zh
Publication of FR2984874A1 publication Critical patent/FR2984874A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2984874B1 publication Critical patent/FR2984874B1/fr
Priority to CL2014001677A priority patent/CL2014001677A1/es
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/442Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by nanofiltration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/02Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
    • C02F2103/023Water in cooling circuits
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/34Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
    • C02F2103/36Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from the manufacture of organic compounds
    • C02F2103/365Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from the manufacture of organic compounds from petrochemical industry (e.g. refineries)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

Procédé de traitement d'eaux usées, industrielles ou urbaines, pour une réutilisation d'au moins une fraction de ces eaux usées, procédé selon lequel les eaux usées sont soumises aux étapes successives suivantes : traitement biologique dans un bioréacteur (6) ; séparation physique (7) de l'effluent sortant du traitement biologique ; puis une partie du filtrat est soumise à un traitement (10) d'osmose inverse ou de nanofiltration dont le perméat est envoyé à la réutilisation, après traitement complémentaire éventuel ; le procédé comporte un seul étage d'osmose inverse ou de nanofiltration, et le concentrat (16) de l'étage d'osmose inverse ou de nanofiltration est soumis à une étape d'oxydation (17) puis est renvoyé à l'entrée du traitement biologique (6).

Description

PROCEDE DE TRAITEMENT D'EAUX USEES INDUSTRIELLES OU URBAINES POUR UNE REUTILISATION, ET INSTALLATION POUR METTRE EN OEUVRE CE PROCEDE.
L'invention est relative à un procédé de traitement d'eaux usées, industrielles ou urbaines, pour une réutilisation d'au moins une fraction de ces eaux usées, procédé selon lequel les eaux usées sont soumises aux étapes successives suivantes : - traitement biologique dans un bioréacteur, - filtration de l'effluent sortant du traitement biologique, - puis une partie du filtrat est soumise à un traitement d'osmose inverse dont le perméat est envoyé à la réutilisation, après traitement complémentaire éventuel. La réutilisation des eaux usées consiste ainsi à récupérer les eaux résiduaires après plusieurs traitements destinés à en éliminer les impuretés, afin d'employer cette eau à nouveau. La réutilisation remplit un double objectif d'économie de la ressource : elle permet à la fois d'économiser les ressources en amont en les réutilisant, mais aussi de diminuer le volume des rejets pollués. L'intérêt en est d'autant plus important qu'il y a de tensions quantitatives et qualitatives sur la ressource en eau dans le secteur géographique concerné. La demande mondiale annuelle en eau naturelle était estimée à environ 4000 km3/an en l'an 2000. Elle se répartit entre trois types d'usage aux besoins inégaux : domestiques (8 %), industriels (22 %) et agricoles (70 %). Ce sont plus de 1000 km3/an d'eaux usées domestiques et industrielles qui retournent dans le milieu naturel dont 80 % produites et rejetées dans les pays industrialisés (« Water in a changing world », the United Nations World Water Development Report 3, 2009). Or, ce retour des eaux usées vers le milieu naturel opère après traitement depuis seulement une trentaine d'années. Bien que le niveau de traitement soit en constant progrès, le constat est sévère. La dégradation des ressources naturelles en eau sous l'effet parfois irréversible des rejets pollués met en péril la quantité et la qualité des ressources en eau douce pour l'eau potable, les usages domestiques et industriels et le maintien des écosystèmes. Les conséquences sont multiples : risques sanitaires accrus pour les hommes, dommages sur les écosystèmes, besoins de traitements complémentaires avec nouveaux coûts associés. Selon les prévisions, la demande en eau devrait croître de plus de 60 % d'ici 2030 sous l'effet de nombreux facteurs socio-économiques et environnementaux, les principaux étant la croissance démographique, la croissance et la globalisation économiques, et le changement climatique. La protection et la restauration des ressources naturelles en eau sont ainsi des priorités dans la plupart des pays industrialisés et dans certains pays en voie de développement pour permettre une utilisation durable de l'eau. Les incitations économiques telles que coût de prélèvement, principe « pollueurs-payeurs », et les obligations réglementaires de plus en plus strictes stimulent : - la généralisation de l'application de traitements avancés de finition pour contrôler les rejets en pollution organique et en micropolluants persistants ; - le développement de la réutilisation des effluents de stations d'épuration tant urbaines qu'industrielles pour économiser les ressources en amont tout en diminuant le volume des rejets pollués. Les freins principaux à ces développements sont d'ordre technicoéconom igue.
Concernant la réutilisation des eaux usées, de nombreuses techniques de traitement sont mises en oeuvre. Elles interviennent en complément aux traitements classiques d'épuration. Elles sont combinées pour adapter le niveau du traitement à l'usage souhaité qu'il soit agricole, industriel ou urbain, tout en respectant la réglementation. On peut distinguer : - les filières associant filtration mécanique, ou sur milieu, ou membranaire par micro- ou ultrafiltration, et désinfection pour l'irrigation ou la recharge des nappes, - les filières intégrant, après filtration mécanique, ou sur milieu, ou membranaire par micro- ou ultrafiltration, un traitement par osmose inverse ou nanofiltration suivi ou non d'une désinfection pour obtenir des eaux de qualité supérieure : eau potable, industrie. Deux types de technologies permettent d'atteindre des qualités d'eau de très bonne qualité pour réutilisation tout en limitant au maximum le rejet liquide et de tendre vers un rejet liquide nul. Ce sont d'une part la distillation ou l'évaporation et d'autre part l'osmose inverse. Ces technologies permettent de produire de l'eau, devenue dé-ionisée et sans substances organiques. La pollution est concentrée dans le résidu d'évaporation ou dans le concentrat d'osmose. Ceux-ci sont évacués comme rebuts. Ils peuvent préalablement être traités respectivement dans un cristalliseur pour séparer les matières inorganiques ou dans un évaporateur pour réduire encore davantage les volumes. L'évaporation produit un condensat exempt de toutes substances et donc directement réutilisable en l'absence de substances volatiles seulement.
W0200767391 met en évidence le besoin d'appliquer une oxydation avancée au distillat d'évaporation avant réutilisation en eau de chaudière. Le résidu d'évaporation a une siccité élevée dans la gamme de 60 % à 80 %. Plusieurs technologies sont disponibles : évaporation à effet multiple, 5 évaporation multi-étagée, distillation à compression de vapeur (voir par exemple, EP 2177478 et WO 2005054746). Du point de vue théorique, le principe de l'évaporation est simple, et facile à mettre en oeuvre. Mais en réalité, l'application de l'évaporation subit de nombreuses limitations. Ce sont les énergies élevées requises pour évaporer l'eau, pour éliminer les composés 10 volatils retrouvés dans l'eau évaporée, pour la condensation et le refroidissement de cette dernière et enfin pour tout autre traitement ultérieur nécessaire du résidu d'évaporation. Ce sont aussi d'importants problèmes d'exploitation tels que l'entartrage et la corrosion. Leur maîtrise requiert respectivement de contrôler le pH pour éviter les précipitations des sels 15 d'hydroxydes et de carbonates et d'utiliser des matériaux de construction d'équipement résistants. Cette technologie est donc coûteuse en exploitation et en investissement. Le besoin énergétique est particulièrement élevé avec 20 à 40 kWh/m3. Ainsi l'évaporation-cristallisation reste réservée à des débits liquides faibles (« Water reuse : Issues, Technologies and Application », Metcalf 20 & Eddy an AECOM Company, Takashi Asano, Franklin Burton, Harold Leverenz, Ryujiro Tsuchihashi, George Tchobanodlous, Ed. McGraw-Hill, 2007 - 1570 pages). US2010089740 illustre la complexité du prétraitement requis. Il en est de même pour une technologie faisant intervenir l'osmose inverse en au moins deux étages, ou associée à l'évaporation. 25 L'osmose inverse est un procédé de séparation en phase liquide par perméation à travers des membranes semi-sélectives sous l'effet d'un gradient de pression. Elle permet de séparer dans un concentrat les constituants dissous qui persistent dans l'eau après filtration avancé. Les membranes d'osmose inverse rejettent typiquement plus de 90 % des sels ionisés, plus 30 difficilement les molécules organiques non ioniques et très peu ou pas du tout les gaz dissous. L'application principale de l'osmose inverse est ainsi le dessalement. Le perméat d'osmose est usuellement utilisé en traitement d'eau pour produire de l'eau potable, pour recharger les ressources naturelles, pour fournir l'eau d'appoint de tour de refroidissement ou les eaux de chaudières à 35 haute pression. Les performances de l'osmose inverse dépendent des caractéristiques de l'eau à traiter, du type de membrane utilisée et des conditions de fonctionnement (« Memento Technique de l'Eau », Degrémont, Ed. Lavoisier, 2005 - 1928 pages). Le concentrat produit représente 5 à 25 % du volume traité. Son volume est d'autant plus important que le flux des membranes est réduit pour cause de dépôts et de pression osmotique. Réduire le volume produit nécessite d'augmenter la pression opératoire. Ainsi les besoins énergétiques sont élevées (2 à 4 kWh/m3). L'issue du concentrat très chargé en sels et autres contaminants est problématique. De nombreux systèmes sont décrits dans la littérature pour le traitement du concentrat d'osmose jusqu'à obtention d'un déchet solide et approcher le rejet zéro. EP1982958 propose une installation complète de traitement d'eaux saumâtres ou industrielles à rejet zéro basée sur une filière dessalement avec osmose inverse à double étage. La principale option est relative aux traitements thermiques, évaporation-cristallisation, ce qui rajoute aux difficultés d'exploitation, aux besoins énergétiques et aux coûts d'investissement du dessalement.
Aussi le développement de l'application de telles filières de réutilisation reste limité du fait d'une exploitation délicate et de coûts souvent prohibitifs. L'invention a pour but, surtout, de fournir une filière de traitement d'eaux usées pour réutilisation du genre défini précédemment, qui permet de produire une eau de qualité conforme à un usage urbain ou industriel, avec des coûts d'exploitation acceptables, tout en réduisant le débit des rejets et en maintenant la qualité des rejets à un niveau acceptable pour leur retour dans le milieu naturel. Selon l'invention, une filière de traitement d'eaux usées du genre défini précédemment, est caractérisée en ce qu'elle comporte un seul étage d'osmose inverse ou de nanofiltration, et en ce que le concentrat de l'étage d'osmose inverse ou de nanofiltration est soumis à une étape d'oxydation puis est renvoyé à l'entrée de l'étape de traitement biologique. De préférence, le traitement d'oxydation du concentrat consiste en une ozonation. L'originalité de l'invention consiste ainsi à intégrer en boucle des techniques de séparation d'eau et de dégradation de la pollution : - l'eau est séparée des polluants insolubles et solubles par osmose inverse ou nanofiltration ; - la pollution organique et les nutriments concentrés sont transformés et éliminés en continu par voie biologique et chimique. Le perméat d'osmose inverse présente une bonne qualité de sorte qu'il peut être employé pour les utilisations nobles : appoint des circuits chaudière et tour aéro-réfrigérante avec une qualité d'eau déminéralisée ou eau de procédé en industrie, production d'eau potable. Avantageusement, le procédé comporte une boucle de réutilisation courte assurant un prélèvement d'une partie du filtrat sortant de l'étape de filtration, soumettant cette partie de filtrat à une étape de désinfection, puis la dirigeant vers une réutilisation pour des services moins exigeants en qualité d'eau, dans l'industrie ou en zones urbaines. La filière de traitement peut comporter, avant le traitement biologique en bioréacteur, une étape de traitement primaire, en particulier de coagulation- floculation, de déshuilage, de décantation. Elle peut aussi comprendre après traitement biologique une étape de séparation des particules insolubles par toute technique connue telle que filtration membranaire ou sur matériau, flottation, décantation lamellaire. La sortie de l'effluent de l'unité de séparation peut être reliée selon une boucle courte à une unité de désinfection dont la sortie est reliée à une unité de consommation moins exigeante en qualité d'eau. Le rejet de l'effluent produit est réglé à une valeur minimale de débit pouvant satisfaire aux exigences réglementaires pour la qualité du rejet en terme de polluants organiques, nutriments et sels.
L'invention est simultanément relative à une installation de traitement d'eaux usées, industrielles ou urbaines, pour leur réutilisation au moins partielle selon une boucle longue plus complexe, cette installation comprenant comme pour la boucle de réutilisation courte, un bioréacteur dont la sortie des effluents est reliée à des moyens de séparation physique des particules. L'effluent en sortie est ici relié à un équipement de traitement par osmose inverse ou nanofiltration. Le prétraitement en amont permet de maîtriser le colmatage des membranes d'osmose. La pollution soluble et non biodégradable se retrouve dans le concentrat d'osmose. Elle peut se composer de matière organique et de sels. La boucle de réutilisation longue est caractérisée en ce que la sortie concentrat de l'équipement de traitement par osmose inverse ou nanofiltration est reliée à l'entrée d'une unité pour traitement oxydant, dont la sortie est reliée en boucle à l'entrée du bioréacteur. L'unité pour traitement oxydant est avantageusement une unité d'ozonation Dans le cas d'eaux usées industrielles, l'installation peut comporter une admission directe dans l'unité pour traitement oxydant pour une partie des eaux à traiter contenant des composés toxiques préjudiciables pour le procédé de biodégradation, en particulier pour des eaux de purge.
Dans le cas d'eaux usées urbaines, le filtrat sortant de l'unité d'osmose inverse ou de nanofiltration peut être soumis à un traitement de conditionnement pour réutilisation en eau potable, notamment par minéralisation suivie d'une désinfection avant distribution..
D'autres techniques peuvent compléter ce schéma de base pour le dessalement ultérieur du rejet. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'exemples de réalisation décrits avec référence au dessin annexé, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ce dessin : Fig. 1 est un schéma d'une installation mettant en oeuvre le procédé de l'invention pour le traitement d'eaux usées industrielles, et Fig. 2 est un schéma semblable à celui de Fig. 1 pour le traitement d'eaux usées urbaines. En se reportant à Fig. 1, on peut voir une installation selon l'invention pour une réutilisation industrielle d'eaux usées. L'unité de consommation est constituée par une usine 1 pouvant comporter des circuits chaudières, des tours aéro-réfrigérantes ou autres équipements nécessitant une eau déminéralisée ou eau de procédé de qualité. L'eau consommée par l'usine 1 provient d'un prélèvement 2 dans une ressource en eau. Les eaux usées provenant de l'usine sont évacuées par une sortie générale 3 vers une unité 4 de traitement primaire, notamment une unité de 25 coagulation-floculation. Une sortie secondaire 5 peut être prévue pour l'évacuation depuis l'usine de purges de circuits constituant des eaux usées moins polluées que évacuées par la sortie générale 3. La sortie de l'unité de traitement primaire 4 est reliée à l'entrée d'un 30 bioréacteur 6 faisant subir à l'eau usée admise dans ce réacteur un traitement biologique, notamment par boues activées, éventuellement avec des membranes immergées ou par biofiltre. L'effluent sortant du bioréacteur 6 est admis dans une unité de séparation physique ou physico-chimique 7, notamment unité de filtration, 35 d'ultrafiltration ou de microfiltration, pour retenir la pollution particulaire ou colloïdale. Le rétentat de cette unité de filtration 7 est évacué, généralement sous forme de boues, par une sortie 8. L'effluent produit est récupéré dans une conduite de sortie 9 reliée à une entrée d'une unité 10 de traitement par osmose inverse. Une partie du filtrat est prélevée par une conduite 11 branchée sur la conduite de sortie 9, et reliée à l'entrée d'une unité 12 de désinfection. La sortie de l'unité 12 est reliée par une conduite 13 à une entrée d'utilisation de l'usine 1 pour des services moins exigeants en qualité d'eau, par exemple circuits d'eaux de lavage de locaux, circuit d'eau incendie. La boucle formée par la conduite 11, l'unité de désinfection 12 et la conduite 13 correspond à une boucle courte de réutilisation de l'eau usée. Une conduite 14 également branchée sur la conduite 9 prélève une partie du filtrat pour son rejet, par exemple à l'égout. La conduite 14 est reliée à l'entrée d'une unité de dessalement 15 optionnelle qui permet de réduire la teneur en sel de l'eau avant son rejet à l'égout. La partie principale du filtrat sortant de l'unité 7 est dirigée par la conduite 9 vers l'entrée de l'unité 10 de traitement par osmose inverse, constituant un seul étage de traitement. Selon l'invention, la sortie 16 du concentrat du traitement par osmose inverse est reliée à l'entrée d'une unité d'oxydation 17 pour un traitement oxydant du concentrat de préférence à l'ozone afin de dégrader la matière organique et de la rendre éventuellement biodégradable dans le bioréacteur 6.
La sortie de l'unité d'ozonation 17 est reliée par une conduite 18 à l'entrée du bioréacteur 6. Dans l'exemple considéré, le traitement oxydant est assuré par l'unité d'ozonation 17. En variante, l'effluent gazeux issu de l'unité d'ozonation est recyclé dans le traitement biologique aérobie. En autre variante, une partie de l'ozone produit est utilisé pour assurer la désinfection dans la boucle courte. Encore en autre variante, le traitement oxydant pourrait être assuré par d'autres voies chimiques comme les procédés d'oxydation avancée. La sortie 5 notamment constituée par des flux spécifiques comme purges de circuit et eau faiblement polluée mais contenant des composés toxiques comme les biocides est avantageusement reliée directement à une entrée de l'unité 17 de traitement oxydant. La sortie 19 de perméat d'osmose inverse est reliée par une conduite 20 à une entrée d'eau, de qualité « procédé en industrie », pour l'usine 1. L'unité 10 de traitement par osmose inverse permet de produire une eau de très bonne qualité. Sa mise en oeuvre est rendue possible par le prétraitement en deux étages : traitement biologique par le bioréacteur 6 pour dégrader la matière biodégradable, et séparation physique par l'unité 7, cette séparation pouvant être filtration mécanique, ou sur matériau, ou membranaire (ultrafiltration ou microfiltration) ou flotation ou décantation lamellaire pour retenir la pollution particulaire. L'ensemble de ce prétraitement permet de maîtriser l'encrassement des membranes d'osmose inverse.. La pollution soluble et non biodégradable se retrouve dans le concentrat d'osmose à la sortie 16. Cette pollution peut se composer de matières organiques et de sels. Le traitement oxydant assuré par l'unité d'ozonation 17, appliqué au concentrat d'osmose, permet de dégrader la matière organique et de la rendre éventuellement biodégradable dans le bioréacteur 6 où elle est renvoyée. Il permet également de dégrader les composées organométalliques et d'oxyder les métaux en vue de promouvoir leur élimination par adsorption dans les boues biologiques ou par séparation physique Ce traitement oxydant est appliqué aux autres flux d'eaux usées provenant de la sortie 5, ségrégés, pour les détoxifier avant de les admettre dans l'étage de traitement biologique du bioréacteur 6.
L'effluent issu de la filtration 7 en amont de l'osmose inverse 10 est de qualité moindre que le perméat d'osmose, tout en étant de bonne qualité. Il est soutiré par la conduite 11 en volume réduit pour purge de l'installation ainsi que pour réutilisation pour des services moins exigeants en qualité d'eau. En se reportant à Fig. 2, on peut voir le schéma simplifié d'une installation selon l'invention pour le traitement d'eaux usées urbaines. Les éléments de ce schéma identiques à des éléments déjà décrits à propos de Fig. 1 sont désignés par les mêmes références numériques sans que leur description soit reprise. L'unité de consommation d'eau, au lieu d'être une usine comme sur Fig. 1, est constituée par une ville 21 qui ne comporte qu'une sortie 3 d'eaux usées. Comme pour l'installation de Fig. 1 l'eau, en vue de sa réutilisation, est séparée des polluants insolubles et solubles par osmose inverse au niveau de l'unité de traitement 10. Le concentrat issu de l'osmose inverse est soumis à un traitement d'ozonation 17 avant d'être renvoyé au bioréacteur 6.
Le perméat sortant du traitement par osmose inverse 10 est soumis à un traitement de conditionnement en eau potable 22 avant d'être renvoyé vers l'utilisation en ville 21. Le conditionnement en eau potable 22 comporte généralement une étape de minéralisation du perméat suivie d'une étape de désinfection dans le réseau de distribution.
On retrouve une boucle courte 13 de réutilisation pour une eau de qualité insuffisante pour être potable, mais suffisante pour les services par exemple de nettoyage des rues, d'irrigation des parcs et jardins. La boucle longue de réutilisation 20 permet d'obtenir une eau de qualité supérieure, notamment une eau potable. L'invention permet d'obtenir, aussi bien pour le traitement d'eaux usées industrielles que d'eaux usées urbaines, un perméat de qualité supérieure issu d'un seul traitement d'osmose inverse 10 avec un coût d'investissement et une dépense d'énergie de fonctionnement bien plus faibles, une exploitation plus facile que pour les filières comprenant évaporation et étages multiples d'osmose inverse selon l'état de la technique. L'invention offre de plus une grande flexibilité pour la production conjointe d'eaux régénérées de deux qualités tout en maîtrisant l'accumulation de pollution dans les circuits. Le schéma de base de l'installation peut être complété par une unité de traitement primaire 4, comme déjà évoqué, en amont du traitement biologique, une reminéralisation et/ou une désinfection des effluents traités selon leur réutilisation, une déminéralisation appliquée au perméat d'osmose, un dessalement ultérieur du rejet comme illustré par l'unité 15 sur Fig. 1. Exemple Un exemple d'application de l'invention concerne une réutilisation industrielle des eaux usées, sur un complexe raffinerie/ pétrochimie. Par rapport aux options décrites ci-avant, la filière de traitement comprend traitement primaire de déshuilage et de traitement par boues activées, traitement biologique en biofiltre, séparation physique par ultrafiltration. La filière de traitement selon la filière de l'invention permet de réduire le prélèvement d'eau 2 de 50 % conformément à la réglementation locale relative au prélèvement d'eau naturelle. Le taux de concentration en salinité dans la boucle de réutilisation longue est maintenu à 3. Le temps de retour sur investissement est estimé inférieur à trois ans par rapport aux taxes sur le prélèvement. Le volume de rejet au niveau de la conduite 14 est réduit de 70 %. Le rejet a une DCO de 50 mg/L en moyenne, et les micropolluants phénols, hydrocarbures polycycliques aromatiques (HAP) et les dérivés benzéniques (BTEX, abréviation pour Benzène, Toluène, Ethylbenzène et Xylènes) ne sont plus détectables dans le rejet. La filière selon la filière de l'invention apporte : - une réduction du prélèvement d'eau dans la ressource, - une limitation du volume d'eaux usées ultimes produites (rejet), - une qualité d'eaux usées ultimes conforme aux seuils réglementaires pour rejet, - une bonne maîtrise de l'accumulation de pollutions dans le circuit, - des coûts de construction, de maintenance et d'exploitation réduits par rapport aux filières de réutilisation de type rejet liquide zéro. La combinaison d'étapes de la filière selon l'invention permet une réduction du rejet tout en limitant l'investissement et en permettant une exploitation aisée. En conséquence, on assure une préservation de la ressource en eau, une réduction des coûts, ainsi qu'une exploitation facilitée.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de traitement d'eaux usées, industrielles ou urbaines, pour une réutilisation d'au moins une fraction de ces eaux usées, procédé selon lequel les eaux usées sont soumises aux étapes successives suivantes : - traitement biologique dans un bioréacteur (6), - séparation physique (7) de l'effluent sortant du traitement biologique, - puis une partie du filtrat est soumise à un traitement d'osmose inverse ou de nanofiltration (10) dont le perméat est envoyé à la réutilisation, après traitement complémentaire éventuel, caractérisé en ce qu'il comporte un seul étage d'osmose inverse ou de nanofiltration (10), et en ce que le concentrat de l'étage d'osmose inverse ou de nanofiltration est soumis à une étape d'oxydation (17) puis est renvoyé à l'entrée de l'étape de traitement biologique (6).
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'oxydation (17) du concentrat consiste en une ozonation.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une boucle de réutilisation courte assurant un prélèvement (11) d'une partie de l'effluent sortant de l'étape de séparation physique (7), soumettant cette partie d'effluent à une étape de désinfection (12), puis la dirigeant vers une réutilisation pour des services moins exigeants en qualité d'eau.
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, avant le traitement biologique, une étape (4) de traitement primaire, en particulier de coagulation-floculation-décantation.
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rejet (14) d'effluent est réglé à une valeur minimale de débit pouvant satisfaire à l'exigence en paramètres réglementaires.
  6. 6. Installation de traitement d'eaux usées, industrielles ou urbaines, pour leur réutilisation au moins partielle, cette installation comprenant un bioréacteur (6), dont la sortie des effluents est reliée à des moyens de séparation physique (7) dont la sortie effluent est reliée à un équipement (10) de traitement par osmose inverse ou nanofiltration, la sortie perméat (19) de cet équipement étant reliée à une unité de consommation pour réutilisation, caractérisée en ce que la sortieconcentrat (16) de l'équipement (10) de traitement par osmose inverse ou nanofiltration est reliée à l'entrée d'une unité (17) pour traitement oxydant, dont la sortie (18) est reliée en boucle à l'entrée du bioréacteur (6).
  7. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'unité (17) pour traitement oxydant est une unité d'ozonation
  8. 8. Installation selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que les moyens de séparation physique sont constitués par une unité de filtration (7), la sortie filtrat de l'unité de filtration (7) est reliée selon une boucle courte à une unité de désinfection (12) dont la sortie est reliée à une unité de consommation moins exigeante en qualité d'eau.
  9. 9. Installation selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, pour le traitement d'eaux usées industrielles, caractérisée en ce qu'elle comporte une admission directe dans l'unité (17) pour traitement oxydant pour une partie moins polluée (5) des eaux à traiter, en particulier pour des eaux contenant des composés toxiques.20
FR1162368A 2011-12-23 2011-12-23 Procede de traitement d'eaux usees industrielles ou urbaines pour une reutilisation, et installation pour mettre en oeuvre ce procede Expired - Fee Related FR2984874B1 (fr)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1162368A FR2984874B1 (fr) 2011-12-23 2011-12-23 Procede de traitement d'eaux usees industrielles ou urbaines pour une reutilisation, et installation pour mettre en oeuvre ce procede
CN201810423856.8A CN108558139A (zh) 2011-12-23 2012-12-20 处理工业或城市废水用于再利用的处理方法和用于实施该方法的设施
BR112014015285A BR112014015285A2 (pt) 2011-12-23 2012-12-20 método de tratamento de águas residuais industriais ou urbanas para reutilização, e instalação para implantar esse método
PCT/IB2012/057538 WO2013093840A1 (fr) 2011-12-23 2012-12-20 Procédé de traitement d'eaux usées industrielles ou urbaines pour une réutilisation, et installation pour mettre en oeuvre ce procédé
CN201280068596.8A CN104093672A (zh) 2011-12-23 2012-12-20 处理工业或城市废水用于再利用的处理方法和用于实施该方法的设施
CL2014001677A CL2014001677A1 (es) 2011-12-23 2014-06-20 Metodo de tratamiento de aguas residuales; e instalacion.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1162368A FR2984874B1 (fr) 2011-12-23 2011-12-23 Procede de traitement d'eaux usees industrielles ou urbaines pour une reutilisation, et installation pour mettre en oeuvre ce procede

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2984874A1 true FR2984874A1 (fr) 2013-06-28
FR2984874B1 FR2984874B1 (fr) 2014-01-10

Family

ID=47678923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1162368A Expired - Fee Related FR2984874B1 (fr) 2011-12-23 2011-12-23 Procede de traitement d'eaux usees industrielles ou urbaines pour une reutilisation, et installation pour mettre en oeuvre ce procede

Country Status (5)

Country Link
CN (2) CN104093672A (fr)
BR (1) BR112014015285A2 (fr)
CL (1) CL2014001677A1 (fr)
FR (1) FR2984874B1 (fr)
WO (1) WO2013093840A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201800005080A1 (it) * 2018-05-04 2019-11-04 Processo e impianto per la depurazione di acque di lavaggio di impianti chimici

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10259723B2 (en) 2010-05-21 2019-04-16 Znano Llc Self-assembled surfactant structures
EP2571607A4 (fr) 2010-05-21 2016-12-21 Adrian Brozell Structures de tensioactif à auto-assemblage
CN103936197B (zh) * 2014-04-11 2015-12-02 河北恒华盛世环保科技股份有限公司 工业废水反渗透浓排水回用工艺和装置
CN106396173A (zh) * 2016-10-21 2017-02-15 北京沃特尔水技术股份有限公司 一种反渗透浓水处理方法和系统
FR3107054B1 (fr) 2020-02-10 2022-05-13 Veolia Water Solutions & Tech Procédé et installation de phyto-épuration pour le traitement d’une eau usée

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010058187A2 (fr) * 2008-11-24 2010-05-27 Qinetiq Limited Gestion de déchets
US20110042306A1 (en) * 2008-11-28 2011-02-24 Kobelco Eco-Solutions Co., Ltd. Method and Apparatus for Generating Fresh Water, and Method and Apparatus for Desalinating Sea Water

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07185546A (ja) * 1993-12-27 1995-07-25 Ataka Kogyo Kk 汚水の浄化処理方法
EP1709363A2 (fr) 2003-11-26 2006-10-11 Aquatech International Corporation Procede de production de vapeur haute pression a partir d'eau produite
US7531096B2 (en) 2005-12-07 2009-05-12 Arizona Public Service Company System and method of reducing organic contaminants in feed water
ES2296503B1 (es) 2006-02-06 2009-03-16 Desalacion Integral Systems, S.L. Planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga liquida cero.
CN100450946C (zh) * 2007-02-15 2009-01-14 三达膜科技(厦门)有限公司 一种基于膜技术的印染废水处理方法
JP2009000591A (ja) * 2007-06-19 2009-01-08 Japan Organo Co Ltd 有機物含有排水の水処理方法
JP2009226336A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Chiyoda Kako Kensetsu Kk プロセス水の浄化処理方法
AU2008261116B2 (en) * 2008-09-30 2013-02-07 Central Gippsland Region Water Corporation Process and plant for treating a water stream
US20100089740A1 (en) 2008-10-15 2010-04-15 Dinh-Cuong Vuong Method and systems for processing waste water using zero process water discharge
CN101746915A (zh) * 2008-12-11 2010-06-23 富康技术股份有限公司 垃圾渗滤液处理工艺
CN101962246B (zh) * 2009-07-24 2013-01-02 中国石油化工股份有限公司 一种mto工艺废水处理及回用方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010058187A2 (fr) * 2008-11-24 2010-05-27 Qinetiq Limited Gestion de déchets
US20110042306A1 (en) * 2008-11-28 2011-02-24 Kobelco Eco-Solutions Co., Ltd. Method and Apparatus for Generating Fresh Water, and Method and Apparatus for Desalinating Sea Water

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201800005080A1 (it) * 2018-05-04 2019-11-04 Processo e impianto per la depurazione di acque di lavaggio di impianti chimici
WO2019211747A1 (fr) * 2018-05-04 2019-11-07 P.I.Eco S.R.L. Procédé et installation de purification d'eaux de lavage d'usines chimiques
US11440826B2 (en) 2018-05-04 2022-09-13 P.I.Eco S.R.L. Process and installation for purification of washing waters of chemical plants

Also Published As

Publication number Publication date
BR112014015285A8 (pt) 2017-06-13
WO2013093840A1 (fr) 2013-06-27
CN104093672A (zh) 2014-10-08
FR2984874B1 (fr) 2014-01-10
BR112014015285A2 (pt) 2017-06-13
CN108558139A (zh) 2018-09-21
CL2014001677A1 (es) 2014-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ang et al. A review on the applicability of integrated/hybrid membrane processes in water treatment and desalination plants
WO2013093840A1 (fr) Procédé de traitement d'eaux usées industrielles ou urbaines pour une réutilisation, et installation pour mettre en oeuvre ce procédé
EP3160622B1 (fr) Procédé de traitement d'un flux d'eaux usées par filtration basse pression
Lv et al. Concentration performance and cleaning strategy for controlling membrane fouling during forward osmosis concentration of actual oily wastewater
Zhai et al. One-step reverse osmosis based on riverbank filtration for future drinking water purification
Madaeni et al. Recycle unit wastewater treatment in petrochemical complex using reverse osmosis process
Liu et al. Using loose nanofiltration membrane for lake water treatment: A pilot study
WO2015002194A1 (fr) Système de traitement de l'eau et procédé de traitement de l'eau
Al-Rekabi et al. Improvements in wastewater treatment technology
Zhou et al. A low-maintenance process for decentralized water purification using nanofiltration operated at ultralow flux
Khanafer et al. Brine reject dilution with treated wastewater for indirect desalination
JP2010207805A (ja) 淡水生成装置および淡水生成方法
Lebron et al. Screening cost effectiveness and salinity build up control in osmotic membrane bioreactors for refinery wastewater treatment: A draw solute with lower diffusivity and ultrafiltration implementation
JP6051867B2 (ja) 造水方法
WO2013125373A1 (fr) Dispositif de traitement de l'eau et procédé de traitement de l'eau
FR3097220A1 (fr) Procede membranaire de potabilisation d’eaux de surface sans ajout de sequestrant
CN104310723A (zh) 一种高盐废水资源化处理方法
최영익 et al. Application Study of BIRM-UF-RO System for Industrial Water Reuse in Wastewater Treatment Plant
YENİÇERİ et al. Recycling Wastewater with Membrane Technology and The Case of Singapore
Pervov et al. Application of membrane techniques for municipal wastewater treatment and reuse
JP2003103297A (ja) 水処理プラント
JPH11165192A (ja) 下水、排水の高度処理方法
Qin et al. Membrane Processes for Reclamation of Municipal Wastewater
WO2022220668A1 (fr) Dispositif et méthode de prétraitement de l'eau de mer dans une installation de dessalement
KR20230143763A (ko) 다중 수원의 혼합 원수를 이용한 저에너지 담수화 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

ST Notification of lapse

Effective date: 20190906