Qu'est-ce qui peut rendre difficile le traitement des eaux d'alimentation
Plusieurs facteurs peuvent venir affecter l’efficacité d’un traitement des eaux. Les premiers et les plus évidents sont sans aucun doute les contaminants retrouvés dans l’eau.
Les contaminants
En effet, la diversité des contaminants pouvant se retrouver dans l’eau est très vaste. Ces contaminants peuvent typiquement être divisés en deux catégories qui se ramifient en plusieurs sous-catégories :
- Les solides totaux
- Gaz dissous
Les solides dissous représentent la grande majorité des contaminants et se divisent en deux autres grandes catégories : matières en suspension et les matières dissoutes. Parmi ces catégories, on retrouve notamment les contaminants suivants :
- Algues ;
- Champignons ;
- Bactéries ;
- Limon ;
- Rouille ;
- Flocs ;
- Acide ;
- Tannins ;
- Pyrogènes ;
- Silice ;
- Ions variés.
Même si cette liste n’est pas exhaustive, les contaminants ci-haut peuvent causer des complications s’ils sont traités de la mauvaise manière. Prenons l’exemple de la silice qui, en théorie, peut être extrait par un traitement par osmose inverse. Si les concentrations de silice deviennent trop concentrées du côté du concentré, les membranes osmotiques peuvent s’encrasser et augmenter la pression interne du système. Lorsque ces deux évènements surviennent, une augmentation des risques associés à l’utilisation du système et une augmentation des coûts d’utilisation peuvent être observées.
Dans le même ordre d’idée, la présence de certains contaminants aura un impact sur les paramètres de l’eau. Parmi les paramètres à surveiller durant le traitement d’eau, on retrouve le pH, la conductivité, l’alcalinité et la turbidité. Bien que l’eau possède d’autres paramètres, ceux nommés ci-haut auront un impact sur le choix d’un système de traitement d’eau. Prenons l’exemple d’une étape de désinfection au chlore consistant en l’ajout de 2mg/L de chlore. Ces concentrations ont été suggérées sans prendre compte des changements saisonniers ou fluctuations variées. Imaginons que le pH de votre eau passe de 6.8 à 8.2. Cette variation aura un impact important sur la désinfection puisque lorsque le pH d’une solution augmente, la capacité de désinfection du chlore diminue.
Les concentrations
Les concentrations de contaminants peuvent impacter l’efficacité d’un système de traitement d’eau de deux manières.
Premièrement, il est évident que les quantités de contaminants dans l’eau auront un impact sur l’efficacité du traitement d’eau. Prenons l’exemple de la turbidité qui représente la concentration en matières en suspension présente dans l’eau. Si vos besoins en eau nécessitent un traitement par osmose inverse et que votre eau possède une concentration de 250ppm de turbidité, des étapes de prétraitement seraient nécessaires puisque pour être rentable et efficace, l’eau d’alimentation d’une osmose inverse ne doit pas dépasser les 50 ppm de turbidité.
Les changements dans les concentrations
Au fil du temps, des variations importantes peuvent être perçues dans les concentrations des différents contaminants. Ces changements peuvent s’expliquer de plusieurs raisons, notamment les changements climatiques, les changements saisonniers, les activités humaines environnantes ou les activités fauniques environnantes.
Typiquement, les plus gros changements dans les concentrations sont causés par la fonte des neiges au printemps. Lorsque cela survient, les quantités de matières organiques augmentent de façon importante dans les eaux de surface puisque le ruissellement transporte les contaminants accumulés durant l’hiver vers les plans d’eau.
Les problèmes pouvant provenir de ces changements sont variés puisque ces changements peuvent causer une augmentation des concentrations ou même intégrer de nouveaux contaminants.
La provenance de l'eau
Les eaux difficiles à traiter sont généralement de provenance privée. Ce qui signifie que l’eau est pigée dans la nature. On retrouve deux types d’eaux pouvant être pigées en nature : les eaux de surface et les eaux souterraines.
Il est à noter que les eaux utilisées difficiles à traiter et utilisées à des fins industrielles sont généralement nécessaires aux secteurs minier, forestier, pâtes et papier et toute autre industrie étant géographiquement éloignés. Cela est dû au fait que les industries à proximité des villes utilisent généralement l’alimentation d’eau municipale.
Les eaux de surfaces
Comme nous l’avons abordé ci-haut, les eaux de surfaces sont susceptibles à des changements importants qui peuvent être causés par les changements saisonniers ou les activités humaines et fauniques environnantes.
Normalement, les contaminants retrouvés dans les eaux de surfaces sont des matières en suspension ou des micro-organismes variés. Bien qu’il se peut que des matières dissoutes se retrouvent dans les eaux de surfaces, les concentrations sont généralement assez faibles.
Les eaux souterraines
Lorsque l’alimentation en eau provient d’un puits, les changements de saisons sont généralement plus frivoles. De façon générale, l’eau pigée dans un puits semble de meilleure qualité puisqu’elle est très souvent claire et peu contaminée de matières visibles à l’œil nu.
Sans rentrer dans les détails, lorsque l’eau circule dans le sol vers les nappes phréatiques, elle dissout les minéraux avec lesquels elle rentre en contact. C’est pourquoi on peut retrouver des traces de sulfure d’hydrogène, de fer, de dureté, de méthane et d’alcalinité dans les eaux souterraines. Ces exemples ne sont pas exhaustifs et on peut retrouver bien plus que ces simples contaminants.
- Pour approfondir vos connaissances sur l’impact des sols sur la composition des eaux souterraines, nous vous invitons à consulter cet article : L’apport en eau minière : l’impact des différents contaminant.
Comment les systèmes de traitement d'eau peuvent être adaptés
Maintenant que l’on comprend un peu mieux comment des changements mineur ou majeur peuvent venir affecter l’efficacité d’un système de traitement d’eau, regardons comment les systèmes de traitement d’eau peuvent être adaptés pour répondre aux besoins précis d’un utilisateur.
Que l’on pense au prétraitement, au traitement principal ou à l’étape de polissage, les adaptations apportées aux systèmes sont généralement reliées aux dimensions de celui-ci, aux technologies utilisées et aux dosages recommandés.
Dimensions
Comme vous vous en doutez, les adaptations en dimension permettent d’atteindre les débits d’eau nécessaire aux opérations, et ce, sans compromis. Il est important de noter que l’installation d’un système surdimensionné peut avoir un impact négatif dans certains cas.
Bref, lorsque des ajustements sont faits relativement à la taille d’un système de traitement d’eau, les modifications apportées peuvent être une augmentation du nombre de membranes, une augmentation de la quantité de médias (résine, sable, charbon, etc.), ou une augmentation du dosage des produits chimiques (chlore, métabisulfite de sodium, ozone, etc.)
Les technologies
Évidemment, le choix des technologies aura un impact important sur la qualité du traitement des eaux. Toujours en fonction de la qualité d’eau d’alimentation et de la qualité d’eau nécessaire, les étapes d’un système de traitement se résument généralement au prétraitement, le traitement principal et le polissage.
Parmi les choix de technologies utilisées comme prétraitement, on peut penser au charbon actif, les échangeurs ioniques, la filtration et la désinfection. Chacune de ces technologies est utilisée pour l’extraction de contaminants précis. Par exemple, une eau de surface fortement concentrée en bactéries pourrait nécessiter un traitement au chlore. Une fois la chloration terminée, une étape de charbon actif pourrait être ajoutée pour extraire les résidus de chlore qui pourrait abîmer les équipements en aval.
Les systèmes de traitement central sont généralement de la nanofiltration ou une osmose inverse. Les adaptations technologiques pouvant être apportées à ces étapes peuvent être sur le réseau de membrane, le type de membrane, le nombre de passages et le nombre de membranes. Les modifications dans le réseau de membrane et le nombre de passes aura un impact sur la qualité du traitement et le débit offert. Le nombre de membranes permet d’ajuster le débit du système.
Comme préciser plus haut, le type de membrane peuvent être des membranes osmotiques ou des membranes de nanofiltration. En plus de ces deux catégories, les membranes peuvent être de type différent. Les différents types de membranes peuvent offrir un meilleur rendement contre les eaux saumâtres, la désalinisation ou visée des contaminants cationique ou anionique précis.
Enfin, comme le prétraitement, l’étape de polissage peut être ajustée en technologie et en dimension. L’ajout de technologie comme l’irradiation UV, l’electrodéionisation ou l’échange ionique permet l’élimination des contaminants récalcitrants. Chacune de ces technologies offre des avantages et des désavantages variés.
En résumé, l’étape de prétraitement peut être adaptée technologiquement et en dimension afin d’extraire les contaminants sujets à causer des problèmes aux traitements suivants. Le traitement principal peut être adapté en dimension, technologie et design afin d’atteindre les standards requis, et ce, peu importent les contaminants résiduels. Finalement, le polissage peut être adapté grâce à une variété de technologie et en dimension.
Puisque les informations ci haute sont brève, voici quelques articles qui pourraient vous aider a mieux comprendre l’impact des différentes technologies de traitement d’eau :
- Comprendre les étapes de traitement d'un système d'osmose inverse
- Comprendre la déchloration : Définition, fonctionnement et technologies
- C'est quoi l'ozonation : technologie, capacités et coûts
- Comment diminuer la conductivité de votre eau
- Comment extraire la silice de l'eau
Des dizaines d’autres articles sont accessibles sur notre blogue visitez le pour en apprendre plus.
L'importance d'effectuer des essais pilotes
Comme nous l’avons vu, les systèmes de traitement d’eau peuvent être très différents les uns des autres. Cela leur permet d’offrir un traitement efficace et soutenu, peu importe la situation.
En sachant que chaque petite variation dans l’eau d’alimentation peut affecter la qualité du produit traité, la méthode optimale pour sélectionner un système de traitement reste l’essai pilote.
Les essais pilotes sont des processus consistant en une série d’étapes visant à identifier toutes les possibilités de traitement afin de sélectionner la plus rentable et efficace. Les essais pilotes s’effectuent en 6 étapes :
- Analyse approfondie de l’eau afin d’en connaître les paramètres.
- Identification des besoins de l’utilisateur (qualité d’eau à atteindre, débit nécessaire, etc.)
- Identification des technologies susceptible d’être idéale en fonction des besoins et des paramètres de l’eau.
- Assemblage de l’unité de test avec les technologies identifié
- Phase de test servant à identifier la meilleure technologie
- Phase de test prolongée afin de prendre en compte les changements possibles dans l’alimentation en eau.
Après avoir effectué toutes ces étapes, nous serons en mesure d’offrir une variété de solutions offrant des rendements différents.
Effectuer un essai pilote offre plusieurs avantages. Notamment la diminution des coûts d’opération (OPEX) et la stabilité dans le traitement. En contrepartie, acquérir un système de traitement d’eau sans prendre le temps d’effectuer un essai pilote peut mener à des complications, l’inefficacité des équipements ou une augmentation drastique des coûts d’opération.
Effectuer des essais pilotes c'est payant
Comme dans tous les secteurs de la vie, utiliser les bons outils est avantageux. C’est la même affaire dans le milieu du traitement des eaux. La complexité des eaux de surfaces et des eaux souterraines démontre l’importance d’avoir accès à une variété de technologie de traitement d’eau pour permettre aux différentes industries d’opérer leurs équipements de façon sécuritaire.
C’est pourquoi effectuer un essai pilote offre des avantages variés lors de la sélection d’un nouveau système de traitement d’eau. Pour plus d’information à l’égard de ce service, n’hésitez pas à nous contacter.
D’ici là, si vous avez des questions ou des problèmes quelconques, nous vous invitons à visiter notre blogue et notre FAQ vous pourriez y trouver des réponses. Dans le cas contraire, contactez-nous et il nous fera plaisir de vous aider.