WO2014170492A1 - Procédé et installation de traitement des eaux industrielles chaudes - Google Patents

Procédé et installation de traitement des eaux industrielles chaudes Download PDF

Info

Publication number
WO2014170492A1
WO2014170492A1 PCT/EP2014/058026 EP2014058026W WO2014170492A1 WO 2014170492 A1 WO2014170492 A1 WO 2014170492A1 EP 2014058026 W EP2014058026 W EP 2014058026W WO 2014170492 A1 WO2014170492 A1 WO 2014170492A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
membranes
regeneration
adsorbent resin
resins
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/058026
Other languages
English (en)
Inventor
Mouloud Hendou
Camille SAGNE
Original Assignee
Veolia Water Solutions & Technologies Support
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 Veolia Water Solutions & Technologies Support filed Critical Veolia Water Solutions & Technologies Support
Publication of WO2014170492A1 publication Critical patent/WO2014170492A1/fr

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/145—Ultrafiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/147—Microfiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/58—Multistep processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/265—Synthetic macromolecular compounds modified or post-treated polymers
    • B01J20/267—Cross-linked polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28078—Pore diameter
    • B01J20/2808—Pore diameter being less than 2 nm, i.e. micropores or nanopores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3416—Regenerating or reactivating of sorbents or filter aids comprising free carbon, e.g. activated carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3425—Regenerating or reactivating of sorbents or filter aids comprising organic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/345—Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture
    • B01J20/3458—Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture in the gas phase
    • B01J20/3466—Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture in the gas phase with steam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/345—Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture
    • B01J20/3475—Regenerating or reactivating using a particular desorbing compound or mixture in the liquid phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/04—Specific process operations in the feed stream; Feed pretreatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/06—Specific process operations in the permeate stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/08—Specific process operations in the concentrate stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/10—Temperature control
    • B01D2311/103—Heating
    • B01D2311/1032—Heating or reheating between serial separation steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
    • B01D2311/2626—Absorption or adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/30—Polyalkenyl halides
    • B01D71/32—Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
    • B01D71/34—Polyvinylidene fluoride
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/30—Polyalkenyl halides
    • B01D71/32—Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
    • B01D71/36—Polytetrafluoroethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/285—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using synthetic organic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/38—Treatment of water, waste water, or sewage by centrifugal separation
    • C02F1/385—Treatment of water, waste water, or sewage by centrifugal separation by centrifuging suspensions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/40—Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/32—Hydrocarbons, e.g. oil
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/32—Hydrocarbons, e.g. oil
    • C02F2101/322—Volatile compounds, e.g. benzene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/32—Hydrocarbons, e.g. oil
    • C02F2101/327—Polyaromatic Hydrocarbons [PAH's]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/34—Organic compounds containing oxygen
    • C02F2101/345—Phenols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/34—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
    • C02F2103/36—Nature 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
    • C02F2103/365—Nature 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)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/02—Temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/16—Regeneration of sorbents, filters

Definitions

  • the invention relates to the field of the treatment of industrial aqueous effluents having a high temperature.
  • the invention relates to the treatment of such hot waste water from the gas and oil or petrochemical industries, such as production facilities for oil and / or gas fields or refineries.
  • the production water of oil and gas fields is characterized by a temperature which may be high, in practice may be greater than about 55 ° C and may in some cases rise up to 98 ° C, by pollution into insoluble hydrocarbons in the water, and by the presence of suspended solids and organic matter soluble in water.
  • the processes currently used for the treatment of such hot oil and gas field production waters use techniques for microfiltration or ultrafiltration of effluents on ceramic membranes downstream of biological treatment techniques of previously filtered effluents.
  • the first step of filtration on ceramic membranes allows the reduction of insoluble hydrocarbons and suspended solids while the second stage of biological treatment allows the reduction of soluble organic matter.
  • the ceramic coatings (Ti0 2 , CSi) of these membranes can catalyze certain reactions of oxidation of the organic matter, or the combination of certain organic compounds, with metals available in these waters giving rise to the formation of compounds. organometallics. These compounds are sources of clogging ceramic membranes and lead, in practice, to an increase in their cleaning frequency.
  • such waters can have a high hardness resulting in particular from high levels of alkaline earth elements, mainly calcium and / or magnesium.
  • This high hardness combined with the high interfacial flow rates, in practice generally between 1.5 and 5 m / s, necessary for the operation of these membranes, can cause premature erosion of these membranes and, consequently, the need for anticipate their replacement.
  • cooling equipment increases in a global manner the size of facilities and, as a result, investments.
  • cooling can lead to a negative energy balance of the treatment. This is all the more true that there is an interest in reusing the treated water in the context of the processes from which it is derived, in particular to produce extraction steam. Indeed, these sites are often in places where water is scarce and therefore expensive. Cooling water intended, after treatment, to be reheated in order to be reused in the form of, for example, steam, therefore has a negative impact on the energy balance.
  • the biological treatment generates sludge whose quantity is proportional to the effluent flow rate treated and to the concentration of organic matter contained therein.
  • This sludge is a waste whose treatment involves an economic and technical problem.
  • An object of the present invention is to provide an improved process for the treatment of industrial aqueous effluents that may have a high temperature.
  • Yet another object of the present invention is to describe such a method which, in at least some embodiments, makes it possible to reduce the washing frequency of the membranes used, thereby leading to savings in washing reagents and reducing dirty water treatment costs.
  • Yet another object of the present invention is to propose such a method which, in at least some embodiments, makes it possible to recover the pollutants contained in the waters, thus making it possible to reuse these in the form of products.
  • Another object of the present invention is to disclose an installation for the implementation of such a method.
  • the present invention which relates to a process for treating industrial waters having a temperature of between 55 ° C. and 98 ° C., preferably between 65 ° C. and 85 ° C. C, and containing water-insoluble pollutants, suspended solids, and water-soluble organic matter, said method comprising a micro-filtration or ultrafiltration step on membranes leading to a filtrate and to a concentrate.
  • membranes are chosen from the group consisting of immersed membranes made of polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene polyfluoride (PVDF) tubular membranes, and that it comprises a step of adsorption of the suspended matter contained in said filtrate, said adsorption step being carried out on at least one adsorbent resin selected from the group consisting of nonionized crosslinked polymeric resins and microporous charcoal resins, also by nature non-ionized.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PVDF polyvinylidene polyfluoride
  • the invention provides a treatment method not implementing a biological treatment step, and therefore without sludge resulting from such treatment, and which, thanks in addition to the use of appropriate membranes, can be put implemented without any cooling step of the hot effluents.
  • both the membranes and the adsorbent resins selected in the context of the process according to the invention do not see their degraded performance due to the high temperature of the treated water.
  • the present invention therefore consists in the combined use of specific membranes and non-ionized adsorbent resins (which excludes ion exchange resins) in the form of non-ionized crosslinked polymer resins and / or microporous charcoal resins, for the treatment of hot industrial water.
  • This treatment which may constitute a pretreatment for subsequent steps, such as reverse osmosis, ion exchange or ion deionization (EDI) demineralisation, effectively reduces the pollution to insoluble compounds, materials in question. suspension, and soluble organic matter.
  • the method according to the invention does not require cooling the waters to be treated, the energy balance thereof is improved compared to the prior art processes that implement such a cooling step.
  • said process further comprises a centrifugation step of said concentrate obtained at the end of the filtration step leading to the production of a hot aqueous phase and a step of returning it at the top of the said filtration step.
  • This step further improves the energy efficiency of the process, a large part of the calories carried by the concentrate is not unnecessarily lost, which is particularly interesting when the treated water is intended to be reused at a high temperature. , for example to be transformed into steam).
  • the present invention will find its application for the treatment of any type of hot industrial water, in practice having a temperature greater than 55 ° C and less than or equal to 98 ° C.
  • the process will be applied to the production water of oil or gas fields, said insoluble pollutants then being constituted by hydrocarbons.
  • the method according to the invention further includes a step of recovering said waters at the end of said adsorption step with a view to their industrial re-use.
  • said adsorption step will be carried out on two or more adsorbent resins allowing the elimination of one or more organic compounds.
  • adsorbent resin or resins will be made according to the nature and the concentration of pollutant (s) present (s) in the effluents to be treated.
  • the method according to the invention comprises a stage of regeneration in situ of said at least one adsorbent resin.
  • a regeneration step allows the reuse of the resins and their maintenance in optimal operating state in terms of organic matter removal efficiency and adsorption capacity.
  • said stage of regeneration in situ of said at least one adsorbent resin is carried out by a regeneration medium selected from the group consisting of water vapor heated to a temperature of between 120 ° C. and 200 ° C., preferentially between 120 ° C and 150 ° C, a low-boiling solvent, a base, an acid, or by the combination of two or more of these regeneration media.
  • a regeneration medium selected from the group consisting of water vapor heated to a temperature of between 120 ° C. and 200 ° C., preferentially between 120 ° C and 150 ° C, a low-boiling solvent, a base, an acid, or by the combination of two or more of these regeneration media.
  • said regeneration medium is a low-boiling solvent, such as an alcohol or a ketone
  • the process then furthermore comprising a subsequent step of recycling said solvent by evaporation, leading to the obtaining of two phases.
  • a condensed phase consisting of regenerated solvent that can be reused in a subsequent step of in situ regeneration of the at least one adsorbent resin and an organic phase consisting of adsorbed organic materials.
  • said regeneration medium is water vapor
  • the process then further comprising a subsequent step of condensing said vapor of water leading to two phases: an aqueous phase consisting of water saturated with organic compounds, and an organic phase consisting of adsorbed organic materials.
  • the process also comprises, preferably, a step of treating said aqueous phase consisting of water saturated with organic compounds, by passing it on said at least one adsorbent resin in order to desaturate it into organic compounds and leading to water capable of being reused during a subsequent stage of regeneration in situ of said at least one adsorbent resin.
  • said organic phase consisting of adsorbed organic matter obtained during the regeneration of the resin consists of oil and various organic materials.
  • organic materials such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and styrene which can thus be recovered.
  • the invention then allows the recovery of organic compounds as products, which was not allowed by the prior art.
  • membranes being chosen from the group consisting of immersed membranes made of polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PVDF) tubular membranes;
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • At least one column of adsorbent resin chosen from the group consisting of non-ionized crosslinked polymer resins and microporous charcoal resins;
  • said at least one column being provided downstream of said at least one filtration unit.
  • the plant comprises means for centrifuging the concentrate from said at least one ultrafiltration or micro-filtration unit and a recycling line for rerouting the aqueous phase from said centrifugation means at the head of said unit.
  • the plant according to the invention comprises means for regenerating said at least one resin, using at least one regeneration medium selected from the group consisting of water vapor heated to a temperature of between 120 ° C and 200 ° C, preferably between 120 ° C and 150 ° C, a low-boiling solvent, a base, an acid, or by the combination of two or more of these regeneration media.
  • the installation preferably comprises means of recycling by evaporation / condensation of said solvent after passing over said at least one column.
  • the installation preferably comprises means for condensing the water vapor after passing on said at least one column, means for conveying the aqueous phase thus obtained at the head of said column, and recovery means at the bottom thereof of a water capable of being heated to give regeneration vapor.
  • Figure 1 shows a schematic view of a pilot plant implementing a method according to the invention for the treatment of production water from oil fields.
  • the pilot plant comprises means 1 for supplying polluted water to be treated to an ultrafiltration pretreatment unit employing two ultrafiltration membrane modules 2,3 mounted in cascade.
  • the membranes of these modules available commercially, are polyvinylidene fluoride (PVDF). They are attached to a polyester potting and the average diameter of their pores is 30 nm. This filtration unit allows the removal of suspended solids and insoluble hydrocarbons in water, in practice free oils, contained in the effluents.
  • the recovery of the insoluble hydrocarbons stopped by the membranes is carried out by separating the cumulated materials on the interface of the membranes, corresponding to the concentrate, heating and centrifugation.
  • the heating is carried out in a tank 21 and the centrifugation in a centrifuge 22.
  • These hydrocarbons are recovered in a 95% yield in valued form by the pipe 20.
  • the pilot plant also includes feed means 11 and means 12 for discharging an in-situ washing reagent solution from the ultrafiltration membranes.
  • the effluents are directed, in the case of the example, to an optional buffer tank 13 and then directed to two columns mounted in series 4.5 containing two specific resins.
  • the first column 4 contains a commercially available nonionized crosslinked polymeric resin (resin 1) selected for its ability to adsorb aromatic compounds such as BTEX (Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene) and polycyclic compounds such as PAHs ( eg naphthalene); the characteristics of this resin are given in Table 1 below:
  • the second column 5 contains a commercially available microporous char resin (resin 2) selected for its ability to more advantageously bind trace compounds.
  • resin 2 selected for its ability to more advantageously bind trace compounds.
  • the characteristics of this resin are given in Table 2 below:
  • the pilot plant comprises regeneration means 8, 9 of the resins, either by steam 8 or by a solvent 9. By means of these means, the substances adsorbed on the resins can be detached therefrom. .
  • the organic-laden solvent may, in whole or in part, be recovered at the outlet of the columns through line 19 in order to undergo evaporation leading to the obtaining of two phases: one phase condensed, consisting of recycled regenerated solvent, and returned to line 16, and an organic phase consisting of adsorbed organic material.
  • the waste is discharged through Line 18.
  • the regeneration When the regeneration is carried out with steam, it can be evacuated after condensation through line 17, the condensation leading to the production of two phases: an aqueous phase consisting of water saturated with organic compounds, and an organic phase consists of adsorbed organic material.
  • the aqueous phase can then be passed on the first column of adsorbent resin so as to desaturate to organic compounds, this leading to a water suitable for reuse to steam at a subsequent stage of regeneration in situ resins.
  • Ethanol regeneration achieved the same performance as steam, in terms of recoverability of adsorption capacities and levels of organic materials valued after evaporation and recovery of ethanol.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Procédé de traitement des eaux (1) industrielles présentant une température supérieure à 55°C et inférieure ou égale à 98°C et contenant des polluants insolubles, des matières en suspension, et de la matière organique soluble, ledit procédé comprenant une étape de micro-filtration ou d'ultrafiltration sur membranes (2, 3) conduisant à un filtrat et à un concentrat, caractérisé en ce que lesdites membranes sont choisies dans le groupe constitué par les membranes immergées en polytétrafluoroéhylène (PTFE) et les membranes tubulaires en polyfluorure de vinylidène (PVDF), et en ce qu'il comprend une étape (4, 5) d'adsorption de la matière en suspension contenue dans ledit filtrat, ladite étape d'adsorption étant mise en oeuvre sur au moins une résine adsorbante choisie dans le groupe constitué par les résines polymériques réticulées non ionisées et les résines charbonnées microporeuses. Installation correspondante.

Description

Procédé et installation de traitement des eaux industrielles chaudes. Domaine de l'invention
L'invention concerne le domaine du traitement des effluents aqueux industriels présentant une température élevée.
Plus précisément, l'invention concerne le traitement de telles eaux usées chaudes provenant des industries du gaz et du pétrole ou pétrochimiques, telles que les installations de production des champs pétroliers et/ou gaziers ou encore les raffineries.
Art antérieur
Les eaux de production des champs pétroliers et gaziers sont caractérisées par une température pouvant être élevée, en pratique pouvant être supérieure à environ 55 °C et pouvant monter dans certains cas jusqu'à 98 °C, par une pollution en hydrocarbures insolubles dans l'eau, et par la présence de matières en suspension et de matières organiques solubles dans l'eau. Les procédés actuellement mis en œuvre pour le traitement de telles eaux chaudes de production des champs pétroliers et gaziers font appel à des techniques de microfiltration ou d'ultrafiltration des effluents sur membranes en céramique en aval de techniques de traitement biologique des effluents préalablement filtrés.
La première étape de filtration sur membranes céramiques permet l'abattement des hydrocarbures insolubles et des matières en suspension tandis que la seconde étape de traitement biologique permet l'abattement de la matière organique soluble.
Pour que la biomasse impliquée dans l'étape de traitement biologique puisse se développer et remplir correctement sa fonction, il est impératif que les effluents soient refroidis jusqu'à une température compatible avec celle-ci avant de subir la seconde étape. L'intégrité des membranes organiques étant susceptible d'être altérée par des températures élevées, de telles membranes ne peuvent donc être mises en œuvre dans le cadre de ces procédés, raison pour laquelle ceux-ci mettent en œuvre des membranes céramiques.
Ces procédés présentent des limites en termes de coûts d'exploitation, de performances et d'opérabilité.
En premier, les membranes céramiques sont coûteuses à l'achat et à l'entretien. Lorsque le débit d'effluent à traiter est élevé, le nombre d'unités de filtration membranaires utilisé doit l'être aussi, ce qui augmente les coûts d'investissement et d'exploitation.
De plus, les revêtements céramiques (Ti02, CSi) de ces membranes peuvent catalyser certaines réactions d'oxydation de la matière organique, ou de la combinaison de certains composés organiques, à des métaux disponibles dans ces eaux donnant lieu à la formation de composés organo-métalliques. Ces composés constituent des sources de colmatage des membranes céramiques et conduisent, en pratique, à une augmentation de leur fréquence de nettoyage.
Par ailleurs, de telles eaux peuvent présenter une dureté élevée résultant notamment de teneurs importantes en éléments alcalino-terreux, principalement en calcium et/ou en magnésium. Cette dureté élevée, combinée aux vitesses de passage interfaciales élevées, en pratique généralement comprises entre 1,5 et 5 m/s, nécessaires pour le fonctionnement de ces membranes, peut provoquer une érosion prématurée de ces membranes et, corollairement, à la nécessité d'anticiper leur remplacement.
Par ailleurs, comme indiqué ci-dessus, la mise en œuvre d'un traitement biologique pour l'élimination de la matière organique soluble nécessite un refroidissement préalable des eaux pour les rendre compatibles avec ce type de traitement. Or, les équipements de refroidissement augmentent d'une manière globale la taille des installations et, corollairement, les investissements. De plus, un tel refroidissement peut conduire à un bilan énergétique négatif du traitement. Ceci est d'autant plus vrai qu'il existe un intérêt à réutiliser les eaux traitées dans le cadre des procédés dont elles sont issues, notamment pour produire de la vapeur d'extraction. En effet, ces sites se trouvent souvent en des endroits ou l'eau est rare et donc chère. Refroidir des eaux destinées, après traitement, à être réchauffées pour pouvoir être ré-utilisées sous forme, par exemple de vapeur, impacte donc de façon négative le bilan énergétique.
On notera également que le traitement biologique génère des boues dont la quantité est proportionnelle au débit d'effluents traité et à la concentration en matière organique contenue dans ceux-ci. Ces boues constituent un déchet dont le traitement implique une problématique économique et technique.
En résumé, ces techniques de traitement sur membranes céramiques puis traitement biologique présentent un intérêt limité dans le cadre du traitement des eaux chaudes industrielles, notamment des eaux de production des champs pétroliers et gaziers.
Objectifs de l'invention
Un objectif de la présente invention est de proposer un procédé amélioré de traitement des effluents aqueux industriels pouvant avoir une température élevée.
Notamment, un objectif de la présente invention est de décrire un tel procédé qui, dans au moins certains modes de réalisation, permet de réduit les coûts des procédés existants mettant en œuvre une filtration sur membranes céramiques, tout en présentant des performances au moins semblables à ceux-ci.
Encore un objectif de la présente invention est de décrire un tel procédé qui, dans au moins certains modes de réalisation, permet de réduire la fréquence de lavage des membranes mises en œuvre, conduisant ainsi à des économies de réactifs de lavage et à la réduction des coûts de traitement des eaux de lavage souillées.
Encore un autre objectif de la présente invention est de proposer un tel procédé qui, dans au moins certains modes de réalisation, permet de récupérer les polluants contenues dans les eaux, permettant ainsi de réutiliser ceux-ci sous forme de produits.
Un autre objectif de la présente invention est de divulguer une installation pour la mise en œuvre d'un tel procédé.
Exposé de l'invention
Ces différents objectifs, ou au moins certains d'entre eux, sont atteints grâce à la présente invention qui concerne un procédé de traitement des eaux industrielles présentant une température comprise entre 55 °C et 98°C, préférentiellement entre 65°C et 85 °C, et contenant des polluants insolubles dans l'eau, des matières en suspension, et de la matière organique soluble dans l'eau, ledit procédé comprenant une étape de micro-filtration ou d'ultra-filtration sur membranes conduisant à un filtrat et à un concentrât.
Le procédé selon l'invention caractérisé en ce que lesdites membranes sont choisies dans le groupe constitué par les membranes immergées en polytétrafluoroéthylène (PTFE) et les membranes tubulaires en polyfluorure de vinylidène (PVDF), et en ce qu'il comprend une étape d'adsorption de la matière en suspension contenue dans ledit filtrat, ladite étape d'adsorption étant mise en œuvre sur au moins une résine adsorbante choisie dans le groupe constitué par les résines polymériques réticulées non ionisées et les résines charbonnées microporeuses, également par nature non ionisées. Ainsi, l'invention propose un procédé de traitement ne mettant pas en œuvre d'étape de traitement biologique, et donc sans boues résultant d'un tel traitement, et qui, grâce de surcroit à l'utilisation de membranes adéquates, peut être mis en œuvre sans aucune étape de refroidissement des effluents chauds. En effet, tant les membranes que les résines adsorbantes sélectionnées dans le cadre du procédé selon l'invention, ne voient pas leurs performances dégradées du fait de la température élevée des eaux traitées.
La présente invention consiste donc en l'utilisation combinée de membranes spécifiques et de résines adsorbantes non ionisées (ce qui exclut les résines échangeuses d'ions) se présentant sous forme de résines polymériques réticulées non ionisées et/ou de résines charbonnées microporeuses, pour le traitement des eaux industrielles chaudes. Ce traitement, qui peut constituer un prétraitement en vue d'étapes ultérieures, tel que l'osmose inverse, la déminéralisation par échange d'ions ou électrodéionisation (EDI), permet d'en abattre efficacement la pollution en composés insolubles, en matières en suspension, et en matières organiques solubles.
Du fait que le procédé selon l'invention ne nécessite pas de refroidir les eaux à traiter, le bilan énergétique de celui-ci est amélioré par rapport aux procédés de l'art antérieur qui mettent en œuvre une telle étape de refroidissement.
Selon une variante préférentielle, ledit procédé comprend de plus une étape de centrifugation dudit concentrât obtenu à l'issue de l'étape de filtration conduisant à l'obtention d'une phase aqueuse chaude et une étape de renvoi de celle-ci en tête de ladite étape de filtration. Cette étape permet d'améliorer encore le rendement énergétique du procédé, une grande partie des calories portées par le concentrât n'étant ainsi pas inutilement perdues, ce qui s'avère particulièrement intéressant lorsque les eaux traitées ont vocation à être réutilisées à une température élevée, par exemple pour être transformées en vapeur).
La présente invention trouvera son application pour le traitement de tout type d'eaux industrielles chaudes, en pratique présentant une température supérieure à 55°C et inférieure ou égale à 98 °C. Toutefois, selon une variante particulièrement intéressante, le procédé sera appliqué aux eaux de production des champs pétroliers ou gaziers, lesdites polluants insolubles étant alors constitués par des hydrocarbures.
En pratique, ces eaux présentent une concentration en hydrocarbures insolubles comprise entre 10 et 3000 mg/l et une concentration en matières en suspension comprise entre 30 et 500 mg/l. Leur température peut monter jusqu'à 98°C. Sur les champs pétroliers ou gaziers, l'eau est très généralement rare et chère. Une préoccupation constante des exploitants de ces sites est de limiter la consommation d'eau, notamment en réutilisant les eaux industrielles dépolluées. Ainsi, dans ce cas comme possiblement dans d'autres, le procédé selon l'invention inclut de plus une étape de récupération desdites eaux à l'issue de ladite étape d'adsorption en vue de leur ré-utilisation industrielle.
Selon un mode de réalisation du procédé selon l'invention, on utilisera une seule résine spécifique adsorbante dédiée à l'élimination d'un composé organique cible.
Selon d'autres modes de réalisation, ladite étape d'adsorption sera mise en œuvre sur deux ou plusieurs résines adsorbantes permettant l'élimination d'un ou plusieurs composés organiques.
Le choix de la ou des résines adsorbantes sera fait en fonction de la nature et de la concentration en polluant(s) présent(s) dans les effluents à traiter.
Préférentiellement, le procédé selon l'invention comprend une étape de régénération in situ de ladite au moins une résine adsorbante. Une telle étape de régénération permet la réutilisation des résines et leur maintien en état d'opération optimal en termes de rendement d'élimination de la matière organique et de capacité d'adsorption.
Avantageusement, ladite étape de régénération in situ de ladite au moins une résine adsorbante est réalisée par un média de régénération choisi dans le groupe constitué par de la vapeur d'eau chauffée à une température comprise entre 120°C et 200° C, préférentiellement entre 120 °C et 150 °C, un solvant à faible point d'ébullition, une base, un acide, ou par la combinaison de deux ou plusieurs de ces médias de régénération.
Selon une variante, ledit média de régénération est un solvant à faible point d'ébullition, tel qu'un alcool ou une cétone, le procédé comprenant alors de plus une étape ultérieure de recyclage dudit solvant par évaporation conduisant à l'obtention de deux phases : une phase condensée constituée de solvant régénéré apte à être réutilisé lors d'une étape ultérieure de régénération in situ de ladite au moins une résine adsorbante et une phase organique constituée des matières organiques adsorbées.
Selon une autre variante, ledit média de régénération est de la vapeur d'eau , le procédé comprenant alors de plus un étape ultérieure de condensation de ladite vapeur d'eau conduisant à l'obtention de deux phases : une phase aqueuse constituée d'eau saturée en composés organiques, et une phase organique constituée des matières organiques adsorbées.
Dans ce cas, le procédé comprend, également préférentiellement, une étape de traitement de ladite phase aqueuse constituée d'eau saturée en composés organiques consistant à la faire passer sur ladite au moins une résine adsorbante de façon à la désaturer en composés organiques et conduisant à une eau apte à être réutilisée lors d'une étape ultérieure de régénération in situ de ladite au moins une résine adsorbante.
Lorsque lesdites eaux industrielles traitées grâce au procédé selon l'invention sont des eaux de production des champs pétroliers et/ou gaziers, ladite phase organique constituée des matières organiques adsorbées obtenue lors de la régénération de la résine est constituée de pétrole et de matières organiques diverses telles que du benzène, toluène, xylène, éthylbenzène et styrène qui peuvent ainsi être récupérés. L'invention permet alors la récupération des composés organiques comme produits, ce qui n'était pas permis par l'art antérieur.
La présente invention concerne également toute installation pour la mise en œuvre du procédé décrit ci-dessus caractérisée en ce qu'elle comprend :
- des moyens d'amenée d'eaux industrielles ;
- au moins une unité d'ultra-filtration ou de micro-filtration sur membranes, lesdites membranes étant choisies dans le groupe constitué des membranes immergées en polytétrafluoroéthylène (PTFE) et les membranes tubulaires en polyfluorure de vinylidène (PVDF);
- au moins une colonne de résine adsorbante choisie dans le groupe constitué par les résines polymériques réticulées non ionisées et les résines charbonnées microporeuses ;
- des moyens d'évacuation d'eaux traitées ;
ladite au moins une colonne étant prévue en aval de ladite au moins une unité de filtration.
Préférentiellement, l'installation comprend des moyens de centrifugation du concentrât provenant de ladite au moins une unité d'ultra-filtration ou de micro-filtration et une canalisation de recyclage permettant de réacheminer la phase aqueuse provenant desdits moyens de centrifugation en tête de ladite unité. Avantageusement, l'installation selon l'invention comprend des moyens de régénération de ladite au moins une résine, à l'aide d'au moins un média de régénération choisi dans le groupe constitué par de la vapeur d'eau chauffée à une température comprise entre 120°C et 200° C, préférentiellement entre 120 °C et 150 °C, un solvant à faible point d'ébullition, une base, un acide, ou par la combinaison de deux ou plusieurs de ces médias de régénération.
Lorsque le média de régénération est un solvant à faible point d'ébullition, tel que de l'éthanol, l'installation comprend préférentiellement des moyens de recyclage par évaporation/condensation dudit solvant après son passage sur ladite au moins une colonne.
Lorsque le média de régénération est de la vapeur, l'installation comprend préférentiellement des moyens de condensation de la vapeur d'eau après sont passage sur ladite au moins une colonne, des moyens d'acheminement de la phase aqueuse ainsi obtenue en tête de ladite colonne, et des moyens de récupération en pied de celle-ci d'une eau susceptible d'être chauffée pour donner de la vapeur de régénération.
Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention.
L'invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présente, seront mieux compris, grâce à la description qui suit d'un mode de réalisation selon celle-ci, donné à titre illustratif et non limitatif.
Ce mode de réalisation est décrit en référence à la figure 1 qui représente une vue schématique d'une installation pilote mettant en œuvre un procédé selon l'invention pour le traitement d'eaux de production de champs pétroliers.
L'installation pilote comprend des moyens d'amenée 1 d'eaux polluées à traiter vers une unité de prétraitement par ultrafiltration mettant en œuvre deux modules membranaires d'ultrafiltration 2,3 montés en cascade. Les membranes de ces modules, disponibles dans le commerce, sont en polyfluorure de vinylidène (PVDF). Elles sont fixées à un empotage en polyester et le diamètre moyen de leurs pores est de 30 nm. Cette unité de filtration permet l'élimination des matières en suspension et des hydrocarbures insolubles dans l'eau, en pratique des huiles libres, contenues dans les effluents.
La récupération des hydrocarbures insolubles arrêtés par les membranes est réalisée par séparation des matières cumulées sur l'interface des membranes, correspondant au concentrât, chauffage et centrifugation. Le chauffage est effectué dans une cuve 21 et la centrifugation dans une centrifugeuse 22. Ces hydrocarbures sont récupérés avec un rendement de 95 % sous forme valorisâmes par la canalisation 20.
L'installation pilote inclut par ailleurs des moyens d'amenée 11 et des moyens d'évacuation 12 d'une solution de réactif de lavage in situ des membranes d'ultrafiltration.
Après avoir subi cette étape d'ultrafiltration, les effluents sont dirigés, dans le cas de l'exemple, vers un réservoir tampon facultatif 13 puis dirigés vers deux colonnes montées en série 4,5 renfermant deux résines spécifiques.
La première colonne 4 renferme une résine polymérique réticulée non ionisée (résine 1) disponible dans le commerce et sélectionnée pour sa capacité à adsorber les composés aromatiques tels que les BTEX (Benzène, Toluène, Ethylbenzène, Xylène) et les composés polycycliques tels les HAP (ex : naphtalène) ; les caractéristiques de cette résine sont données dans le tableau 1 ci-après :
Figure imgf000010_0001
Tableau 1 La seconde colonne 5 renferme une résine charbonnée microporeuse (résine 2), également disponible dans le commerce, sélectionnée pour son aptitude à fixer plus avantageusement des composés à l'état de traces. Les caractéristiques de cette résine sont données dans le tableau 2 ci-après :
Figure imgf000011_0001
Tableau 2
Après avoir transité successivement dans les colonnes 4 et 5, les eaux traitées sont évacuées par une canalisation 10.
L'installation pilote comprend des moyens de régénération 8, 9 des résines, soit par de la vapeur d'eau 8, soit par un solvant 9. Grâce à de tels moyens, les matières adsorbées sur les résines peuvent être détachées de celles-ci.
Lorsque la régénération est effectuée grâce à un solvant, le solvant chargé en matières organique peut, en tout ou partie, être récupéré à la sortie des colonnes par la canalisation 19 afin de subir une évaporation conduisant à l'obtention de deux phases : une phase condensée, constituée de solvant régénéré recyclé, et ramenée à la canalisation 16, et une phase organique constituée des matières organiques adsorbées. Les déchets sont évacués par la canalisation 18.
Lorsque la régénération est effectuée avec de la vapeur, celle-ci peut être évacuée après condensation par la canalisation 17, la condensation conduisant à l'obtention de deux phases : une phase aqueuse constituée d'eau saturée en composés organiques, et une phase organique constituée des matières organiques adsorbées. La phase aqueuse peut ensuite être passée sur la première colonne de résine adsorbante de façon à la dessaturer en composés organiques, ceci conduisant à une eau apte à être réutilisée pour faire de la vapeur lors d'une étape ultérieure de régénération in situ de des résines.
Les caractéristiques de l'eau de production d'un champ pétrolier traitée grâce à l'installation décrite ci-dessus sont exposées dans le tableau 3 ci-après.
Tableau 3 En termes de performances de traitement, l'ultrafiltration a permis de réduire la concentration des huiles et des matières en suspension à des niveaux selon le tableau 4 ci-après.
Figure imgf000013_0001
Tableau 4
Les résines, quant à elles, ont permis d'obtenir les abattements rassemblés dans le tableau 5 ci-dessous :
Figure imgf000013_0002
Tableau 5 En termes de régénérabilité, les résines ont été régénérées par de la vapeur. Cette régénération a permis le recouvrement des capacités d'adsorption des résines à 80%, ce qui signifie que le cycle de production des résines neuves est supérieur de 20% à celles usagées. En outre, la condensation de la vapeur a permis de séparer les matières organiques adsorbées sur la première résine. Les conditions et les résultats de cette régénération sont indiqués dans le tableau 6 suivant.
Figure imgf000014_0001
Tableau 6
La régénération à l'éthanol a permis d'obtenir les mêmes performances que celle à la vapeur, en termes de recouvrement des capacités d'adsorption et des taux de matières organiques valorisâmes après l'évaporation et la récupération de l'éthanol.
Avec le mode de régénération combinant la vapeur comme média de régénération et de l'éthanol, un cycle sur dix cycles de régénération a montré une meilleure performance en termes de taux de recouvrement de la capacité d'adsorption des résines, celle-ci se trouvant augmentée et atteignant 95%.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de traitement des eaux industrielles présentant une température supérieure à 55 °C et inférieure ou égale à 98 °C et contenant des polluants insolubles, des matières en suspension, et de la matière organique soluble, ledit procédé comprenant une étape de micro-filtration ou d'ultra-filtration sur membranes conduisant à un filtrat et à un concentrât, caractérisé en ce que lesdites membranes sont choisies dans le groupe constitué par les membranes immergées en polytétrafluoroéhylène (PTFE) et les membranes tubulaires en polyfluorure de vinylidène (PVDF), et en ce qu'il comprend une étape d'adsorption de la matière en suspension contenue dans ledit filtrat, ladite étape d'adsorption étant mise en œuvre sur au moins une résine adsorbante choisie dans le groupe constitué par les résines polymériques réticulées non ionisées et les résines charbonnées microporeuses.
Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend une étape de centrifugation dudit concentrât conduisant à l'obtention d'une phase aqueuse chaude et une étape de renvoi de celle-ci en tête de ladite étape de filtration.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que lesdites eaux industrielles chaudes sont des eaux de production des champs pétroliers ou gaziers, lesdites polluants insolubles étant constitués par des hydrocarbures.
Procédé selon la revendication 3 caractérisée en ce que lesdites eaux industrielles présentent une concentration en hydrocarbures insolubles comprise entre 10 et 3000 mg/l, une concentration en matières en suspension comprise entre 30 et 500 mg/l.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce qu'il comprend une étape de récupération desdites eaux à l'issue de ladite étape d'adsorption en vue de leur ré-utilisation industrielle.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ladite étape d'adsorption est mise en œuvre sur une résine spécifique adsorbante dédiée à l'élimination d'un composé organique cible.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 3 caractérisé en ce que ladite étape d'adsorption est mise en œuvre sur deux ou plusieurs résines adsorbantes permettant l'élimination d'un ou plusieurs composés organiques.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il comprend une étape de régénération in situ de ladite au moins une résine adsorbante.
9. Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que ladite étape de régénération in situ de ladite au moins une résine adsorbante est réalisée par un média de régénération choisi dans le groupe constitué par de la vapeur d'eau chauffée à une température comprise entre 120°C et 200° C, préférentiellement entre 120 °C et 150 °C, un solvant à faible point d'ébullition, une base, un acide, ou par la combinaison de deux ou plusieurs de ces médias de régénération.
10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que ledit média de régénération est un solvant à faible point d'ébullition, tel que de l'alcool, et en ce qu'il comprend de plus une étape ultérieure de recyclage dudit solvant par évaporation conduisant à l'obtention de deux phases : une phase condensée constituée de solvant régénéré apte à être réutilisé lors d'une étape ultérieure de régénération in situ de ladite au moins une résine adsorbante et une phase organique constituée des matières organiques adsorbées.
11. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que ledit média de régénération est de la vapeur d'eau et en ce qu'il comprend de plus un étape ultérieure de condensation de ladite vapeur d'eau conduisant à l'obtention de deux phases : une phase aqueuse constituée d'eau saturée en composés organiques, et une phase organique constituée des matières organiques adsorbées. 12. Procédé selon la revendication 11 caractérisé en ce qu'il comprend une étape de traitement de ladite phase aqueuse constituée d'eau saturée en composés organiques consistant à la faire passer sur ladite au moins une résine adsorbante de façon à la dé-saturer en composés organiques et conduisant à une eau apte à être réutilisée lors d'une étape ultérieure de régénération in situ de ladite au moins une résine adsorbante.
13. Installation pour la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 caractérisée en ce qu'elle comprend :
- des moyens d'amenée d'eaux industrielles ;
- au moins une unité d'ultra-filtration ou de micro-filtration sur membranes, lesdites membranes étant choisies dans le groupe constitué des membranes immergées en polytétrafluoroéhylène (PTFE) et les membranes tubulaires en polyfluorure de vinylidène (PVDF);
- au moins une colonne de résine adsorbante choisie dans le groupe constitué par les résines polymériques réticulées non ionisées et les résines charbonnées microporeuses ;
- des moyens d'évacuation d'eaux traitées ;
ladite au moins une colonne étant prévue en aval de ladite au moins une unité de filtration.
14. Installation selon la revendication 13 caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de centrifugation du concentrât provenant de ladite au moins une unité d'ultra-filtration ou de micro-filtration et une canalisation de recyclage permettant de réacheminer la phase aqueuse provenant desdits moyens de centrifugation en tête de ladite unité.
15. Installation selon la revendication 13 ou 14 caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de régénération de ladite au moins une résine, à l'aide d'au moins un média de régénération choisi dans le groupe constitué par de la vapeur d'eau chauffée à une température comprise entre 120°C et 200° C, préférentiellement entre 120 °C et 150 °C, un solvant à faible point d'ébullition, une base, un acide, ou par la combinaison de deux ou plusieurs de ces médias de régénération.
16. Installation selon la revendication 15 caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de recyclage par évaporation/condensation dudit solvant après son passage sur ladite au moins une colonne. 17. Installation selon la revendication 15 caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de condensation de la vapeur d'eau après son passage sur ladite au moins une colonne, des moyens d'acheminement de la phase ainsi aqueuse obtenue en tête de ladite colonne, et des moyens de récupération en pied de celle-ci d'une eau susceptible d'être chauffée pour donner de la vapeur de régénération.
PCT/EP2014/058026 2013-04-19 2014-04-18 Procédé et installation de traitement des eaux industrielles chaudes WO2014170492A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1353580 2013-04-19
FR1353580A FR3004443B1 (fr) 2013-04-19 2013-04-19 Procede et installation de traitement des eaux industrielles chaudes.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014170492A1 true WO2014170492A1 (fr) 2014-10-23

Family

ID=49054687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/058026 WO2014170492A1 (fr) 2013-04-19 2014-04-18 Procédé et installation de traitement des eaux industrielles chaudes

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3004443B1 (fr)
WO (1) WO2014170492A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106986486A (zh) * 2017-05-10 2017-07-28 南京工业大学 一种高含盐有机废水处理装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0432787A1 (fr) * 1989-12-15 1991-06-19 Nalco Chemical Company Procédé pour éliminer des composés organiques solubles dans l'eau à partir d'eau de production
US5236594A (en) * 1992-02-12 1993-08-17 Reilly Kirk T O Process for removing toxicants from aqueous petroleum waste streams
WO1994014513A1 (fr) * 1992-12-23 1994-07-07 Union Oil Company Of California Elimination d'hydrocarbures par extraction a contre-courant
EP0901805A1 (fr) * 1997-09-15 1999-03-17 Amcol International Corporation Procédé de traitement d'eau pour enlever l'huile et les composants hydrosolubles d'huile de pétrole
US7520993B1 (en) * 2007-12-06 2009-04-21 Water & Power Technologies, Inc. Water treatment process for oilfield produced water
US20100264068A1 (en) * 2009-04-20 2010-10-21 Hiroaki Ikebe Method of produced water treatment, method of water reuse, and systems for these methods
US20110089013A1 (en) * 2009-10-16 2011-04-21 Masaaki Sakurai Apparatus of produced water treatment, system and method of using the apparatus, and method of water reuse by using the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0432787A1 (fr) * 1989-12-15 1991-06-19 Nalco Chemical Company Procédé pour éliminer des composés organiques solubles dans l'eau à partir d'eau de production
US5236594A (en) * 1992-02-12 1993-08-17 Reilly Kirk T O Process for removing toxicants from aqueous petroleum waste streams
WO1994014513A1 (fr) * 1992-12-23 1994-07-07 Union Oil Company Of California Elimination d'hydrocarbures par extraction a contre-courant
EP0901805A1 (fr) * 1997-09-15 1999-03-17 Amcol International Corporation Procédé de traitement d'eau pour enlever l'huile et les composants hydrosolubles d'huile de pétrole
US7520993B1 (en) * 2007-12-06 2009-04-21 Water & Power Technologies, Inc. Water treatment process for oilfield produced water
US20100264068A1 (en) * 2009-04-20 2010-10-21 Hiroaki Ikebe Method of produced water treatment, method of water reuse, and systems for these methods
US20110089013A1 (en) * 2009-10-16 2011-04-21 Masaaki Sakurai Apparatus of produced water treatment, system and method of using the apparatus, and method of water reuse by using the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SANTOS S M ET AL: "ULTRAFILTRATION OF WATER GENERATED IN OIL AND GAS PRODUCTION", WATER ENVIRONMENT RESEARCH, WATER ENVIRONMENT FEDERATION, ALEXANDRIA, VA, US, vol. 69, no. 6, 1 September 1997 (1997-09-01), pages 1120 - 1127, XP000733846, ISSN: 1061-4303 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106986486A (zh) * 2017-05-10 2017-07-28 南京工业大学 一种高含盐有机废水处理装置
CN106986486B (zh) * 2017-05-10 2020-10-30 南京工业大学 一种高含盐有机废水处理装置

Also Published As

Publication number Publication date
FR3004443B1 (fr) 2017-09-29
FR3004443A1 (fr) 2014-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2984043B1 (fr) Procede et installation de traitement des eaux provenant des industries petrolieres et gazieres, notamment des eaux de production des champs petroliers et/ou gaziers
US9908065B2 (en) Hybrid scavenger, separator system and method
EP2519335A2 (fr) Procédé et système utilisant une technique hybride osmose directe-nanofiltration (h-fonf) faisant appel à des ions polyvalents dans une solution d'extraction pour traiter l'eau produite
EP3040312B1 (fr) Procede de traitement d'eau comprenant une etape d'adsorption sur resine echangeuse d'ions et une etape de coagulation/floculation lestee et de separation, et installation correspondante
WO2014162094A2 (fr) Production d'eau d'injection par couplage de procedes d'osmose directe et d'autres procedes de filtration
EP3160622B1 (fr) Procédé de traitement d'un flux d'eaux usées par filtration basse pression
Abdullah et al. Performance of nanofiltration‐like forward‐osmosis membranes for aerobically treated palm oil mill effluent
ZA200807265B (en) Vibrating membrane micro-filtration of used oil
CA2579342A1 (fr) Installation de traitement d'effluents, et procede de clarification et de filtration utilisant cette installation
WO2013133684A1 (fr) Procede de purification d'acide phosphorique par nanofiltration
Zhang et al. Application of a polytetrafluoroethylene (PTFE) flat membrane for the treatment of pre-treated ASP flooding produced water in a Daqing oilfield
WO2013164541A2 (fr) Production d'energie par osmose directe
EP2627608A1 (fr) Traitement de l'eau dans au moins une unite de filtration membranaire pour la recuperation assistee d'hydrocarbures
FR2858247A1 (fr) Procede de traitement de gaz par une solution de glycol filtree
EP2984046B1 (fr) Procede de traitement d'eaux industrielles par separation physique, adsorption sur resine et osmose inverse, et installation correspondante
FR3027021A1 (fr) Procede de traitement d'eau par adsorption sur charbon actif et clarification, et installation correspondante.
WO2014170492A1 (fr) Procédé et installation de traitement des eaux industrielles chaudes
Karakulski et al. Production of process water using integrated membrane processes
US20130168315A1 (en) Removal of field chemicals from produced water using different membrane processes and system development
WO2016038049A1 (fr) Gestion active des lits fluidises de charbon actif
WO2020249668A1 (fr) Procede membranaire de potabilisation d'eaux de surface sans ajout de sequestrant
EP2751038B1 (fr) Procédé de traitement d'eaux résiduaires contenant des hydrocarbures, en particulier des composés aromatiques
FR2989969A1 (fr) Procede et installation de traitement d'une eau produite lors de l'exploration et de la production petroliere et/ou gaziere
WO2003053858A1 (fr) Procede de traitement de condensats bruts issus du sechage de boues et installation
CN102234157A (zh) 膜分离技术-有机废水的处理设备和方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14719710

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14719710

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1