L'évaluation de l'utilisation des antitartres ROPUR RPI® permet d'envisager des économies significatives.

VUE D’ENSEMBLE

En 1961, la société Wasserwerke Dinslaken GmbH a créé un service public privé pour desservir la région du Rhin inférieur et exploite aujourd’hui l’usine de production d’eau potable de Löhnen. À proximité de l’usine se trouve la ville de Dinslaken, une région où l’extraction du charbon par puits profonds a été active pendant près d’un siècle. En conséquence, des affaissements miniers pouvant atteindre cinq mètres se sont produits à l’endroit où les puits d’approvisionnement de l’usine de Löhnen ont été creusés. En conséquence, la profondeur de filtration entre la surface et la nappe phréatique est devenue insuffisante pour justifier l’élimination des particules et des polluants de la surface. Pour remédier à ce problème, on a fait fonctionner de grandes pompes de polders et abaissé le niveau de la nappe phréatique en transférant de grandes quantités d’eau vers le Rhin tout proche. Cependant, avec cette méthode, les simulations ont révélé que des intrusions d’eaux souterraines provenant des cours d’eau latéraux souterrains de la rivière pourraient se produire. Les villes densément peuplées situées près du Rhin utilisent le fleuve comme voie d’évacuation des eaux usées clarifiées. Les cours d’eau d’intrusion transporteraient des concentrations accrues de substances anthropogéniques, notamment des résidus pharmaceutiques provenant d’analgésiques et de médicaments contre le cancer, des produits chimiques de contraste pour les rayons X, des herbicides, des pesticides et d’autres contaminants émergents des eaux usées industrielles et des eaux de ruissellement.

En 2006, la compagnie de Dinslaken a entamé des études de faisabilité avec l’Institut rhénan-occidental de l’eau (IWW) afin de trouver des solutions pour que l’usine de Löhne puisse garantir une eau potable de haute qualité aux communautés actuelles et futures. Les études de faisabilité comprenaient des essais pilotes rigoureux reproduisant les pires scénarios de contamination des eaux souterraines. IWW a choisi les éléments membranaires RO de Toray pour un processus membranaire à basse pression en deux étapes comme solution viable pour réduire les impuretés avec une faible consommation d’énergie.

LE DÉFI

La conception du système membranaire consistait à fonctionner avec un taux de récupération de 87 %, un flux de 25 l/m²/h et une pression différentielle transmembranaire d’environ 5,5 bars. Cependant, comme des minéraux durs tels que les ions calcium, magnésium et carbonate sont présents dans l’eau de source, le fonctionnement dans ces conditions a augmenté la probabilité d’un entartrage prématuré. Les experts en membranes de Toray Membrane Europe AG (TMEU) ont en outre déterminé qu’un fonctionnement sans agents antitartre entraînerait des dommages irréversibles de la membrane dus à l’abrasion de la surface des cristaux, ce qui entraînerait un nettoyage de routine intensif, une augmentation de la main-d’œuvre et des coûts de remplacement de la membrane.

Faits en bref – Spécification Ro

Modèle	TMH20-430
Type de membrane	Basse pression
Rejet nominal de NaCl*	99.3%
Pression de fonctionnement*	0,69 MPa
Réseau de systèmes	10:5
Non. Nombre d’éléments par récipient	6
Capacité nominale	1 100 m³/h
Flux de conception	25 L/m²-h
Récupération	87%
Matériau de membrane sélective	Polyamide

DES ÉCONOMIES IMPORTANTES

TMEU a utilisé le logiciel DS2 de Toray pour effectuer des projections de performance des membranes, le RPI Calc® de ROPUR pour les simulations de dosage de l’anti-calcaire, et a évalué d’autres sites de traitement des eaux utilisant des produits Toray. Les détails de ces évaluations ont permis d’identifier la structure de dosage et les économies potentielles grâce à l’utilisation d’une membrane efficace et d’une combinaison d’agents antitartre. Comme le montre la figure 2, l’utilisation des Antiscalants ROPUR RPI® a permis d’obtenir les résultats suivants sur une période de 12 mois :

• Moins de la moitié des remplacements de membranes, ce qui indique une durée de vie prolongée des membranes ;
• 75 % de demande chimique en moins, comme l’utilisation de biocides et de fréquences de nettoyage en place (CIP) ;
• Quatre fois plus de NEP et l’utilisation de biocides en l’absence d’antitartre RPI ;
• Stabilisation de la pression de fonctionnement grâce à un excellent contrôle de l’entartrage, ce qui a permis de réaliser des économies d’énergie annuelles de 63 000 euros ; et
• Un gain estimé à 263 000 euros en recettes d’eau résultant de la réduction des temps d’arrêt et de l’augmentation de la production d’eau (tableau 1).

Enfin, la haute résistance et la pureté des antitartres ROPUR RPI® nécessitent un faible dosage (2 mg/L chez Löhnen), ce qui contribue encore à une réduction globale des coûts.

TECHNOLOGIE ANTI-TARTRE ROPUR

Télécharger en PDF : Toray RPI Case Study – Lohnen.pdf