Système hybride ZLD innovant pour une efficacité maximale des coûts

Avec le nouveau procédé ZLD.eco de Hager + Elsässer et sa société sœur MFT, la consommation d'énergie peut être considérablement réduite grâce à une étape d'évaporation fortement diminuée.

Exemple d'une unité d'évaporation dans le cadre d'un procédé ZLD.

Le modèle de production sans eaux usées – Zero Liquid Discharge (ZLD) – gagne du terrain dans diverses industries. Au lieu de viser une eau aussi propre que possible, l'objectif à l'avenir est de ne plus libérer d'eau provenant des processus de production. Hager + Elsässer (H+E) a maintenant développé, en collaboration avec sa société sœur Membran Filtrations Technik (MFT), une nouvelle méthode ZLD, dans laquelle une série de techniques innovantes de filtration et de séparation, y compris trois étapes d'osmose inverse, permettent de réduire au minimum l'évaporation finale des déchets résiduels.

À l’échelle mondiale, environ 400 installations ZLD sont déjà en service. Les motivations varient selon les régions du monde : alors qu’il s’agit principalement d’indépendance vis-à-vis de l’approvisionnement en eau local dans des régions arides comme le sud de la France, en Allemagne, des réglementations environnementales de plus en plus strictes sont adoptées, par exemple pour l’introduction de charges salines. Dans des pays comme l’Inde ou l’Amérique du Sud, il n’existe souvent pas d’installations de traitement des eaux, ce qui fait du ZLD une alternative. Les entreprises dans les pays européens utilisent en revanche les procédés ZLD pour le traitement postérieur au processus de clarification principal.

Jusqu’à présent, le principal obstacle au ZLD était le coût élevé des investissements et de l’exploitation de la production sans eaux usées. La consommation d’énergie est particulièrement élevée.

Hager + Elsässer, l’un des principaux fournisseurs mondiaux de solutions pour une gestion intégrée de l’eau, a maintenant développé, en collaboration avec sa société sœur MFT (Membran-Filtrations-Technik), une nouvelle méthode ZLD, dans laquelle la consommation d’énergie a été considérablement réduite grâce à une étape d’évaporation fortement optimisée : ZLD.eco.

Étape de membrane à haute pression avec module à disque circulaire

Le cœur de l’installation est une nouvelle étape d’osmose inverse à haute pression. Après un processus de prétraitement – selon l’utilisateur, chimico-physique ou biologique – et une étape d’ultrafiltration qui élimine les substances organiques restantes, une technologie membranaire à plusieurs étapes est utilisée pour concentrer davantage les déchets non organiques. Après les deux premières étapes d’osmose inverse, où des pressions allant jusqu’à 80 bars sont appliquées, il reste un concentré d’environ 20 % du volume total d’eaux usées, qui est transféré dans une troisième étape d’osmose inverse. Cette dernière étape utilise une technique à haute pression pouvant atteindre 200 bars. Un module spécial développé par MFT, appelé module à disque circulaire (CD Module), est utilisé. Contrairement à d’autres modules qui sont traversés en méandre, l’eau traverse le module circulaire, ce qui réduit la perte de pression.

Le concentré, chaud d’environ 70°C dû à la haute pression, est ensuite évaporé dans une étape de dépression qui, combinée à la technologie membranaire, forme un « système hybride » pour obtenir une consistance manipulable. La chaleur est recyclée dans le système pour améliorer l’efficacité. La consommation d’énergie de l’ensemble du système est ainsi fortement réduite. La quantité restante de déchets, après la pré-concentration maximale par la technologie membranaire à haute pression, est nettement inférieure à celle des procédés traditionnels. En conséquence, l’étape d’évaporation dans ZLD.eco peut être beaucoup plus courte.

Comparé aux systèmes traditionnels sans pré-concentration, ZLD.eco consomme environ 20 % d’énergie en moins. De plus, la plus petite installation d’évaporateurs nécessite également moins d’énergie de refroidissement pour la condensation. Cette économie peut atteindre jusqu’à 80 %. D’autres économies résultent de la conception modulaire de l’installation. La réduction des coûts de personnel grâce à cette modularité est d’environ 20 %. Les coûts de mise en service sont également inférieurs de 20 %. Enfin, la consommation de produits chimiques est réduite. L’investissement dans ZLD.eco s’amortit déjà rapidement grâce à ces économies à différents niveaux.