Exigences en matière de rejet des eaux usées pour la teneur en sel :
1. Eaux usées industrielles : <800-1000 mg/L
2. Eaux usées domestiques : <150-200 mg/L
En fonction du TDS, les eaux usées peuvent être divisées en trois types :
1. Eaux usées à très forte salinité (>30000 mg/L TDS)
2. Eaux usées de salinité moyenne à élevée (2000-10000 mg/L)
3. Eaux usées à faible salinité (500-2000 mg/L)
Quelles sont les méthodes de dessalement ?
1. Méthodes chimiques : elles consistent à ajouter des agents chimiques, tels que des chlorures et des hydroxydes, qui réagissent chimiquement avec les sels présents dans les eaux usées afin d'en réduire la teneur en sel. Cette méthode est simple et efficace, mais peut entraîner une pollution secondaire et des coûts de traitement plus élevés.
2. Méthodes biologiques : elles utilisent l'action de dégradation des micro-organismes pour décomposer les matières organiques contenant du sel en substances à faible teneur en sel ou sans sel. Les méthodes biologiques courantes comprennent les boues activées, les méthodes de biofilm et le traitement biologique anaérobie. Cette méthode est respectueuse de l'environnement et son coût de traitement est faible, mais son cycle de traitement est plus long et elle est sensible à la qualité de l'eau et aux facteurs environnementaux.
3. Méthodes physiques : elles comprennent l'électrodialyse, l'osmose inverse et l'échange d'ions. Ces méthodes utilisent la séparation par membrane ou des agents d'échange d'ions pour séparer sélectivement les sels des eaux usées afin de réaliser le dessalement. Les méthodes physiques permettent d'obtenir un effet de dessalement élevé, mais l'investissement en équipement et les coûts d'entretien sont importants. Réservoirs de sédimentation, réservoirs anaérobies-aérobies, électrodialyse.
Applications du dessalement des eaux usées
1. Méthode d'évaporation : Les eaux usées à forte salinité sont évaporées par chauffage, laissant le sel dans le solide après évaporation. Cette méthode est très efficace et simple à mettre en œuvre, mais elle nécessite une grande quantité d'énergie thermique et d'espace.
2. Méthode d'échange d'ions : Cette méthode utilise une résine échangeuse d'ions pour échanger les ions présents dans les eaux usées avec les ions présents sur la résine, avec un taux de dessalement supérieur à 90%. Cependant, la résine doit être remplacée régulièrement et la saumure concentrée après le traitement nécessite un traitement supplémentaire.
3. Méthode de l'osmose inverse : Les eaux usées à forte salinité sont soumises à l'osmose inverse sous haute pression pour séparer les sels et les polluants. L'efficacité du traitement est extrêmement élevée, mais le coût de l'équipement est important et les frais d'exploitation sont onéreux.
4. Technologie de cristallisation de concentration par évaporation multi-effet à basse température : Elle utilise plusieurs évaporateurs interconnectés où la vapeur générée par une étape est utilisée comme source de chaleur pour l'étape suivante, ce qui permet une utilisation progressive de l'énergie et une réduction de la consommation d'énergie. En fin de compte, cette technologie permet de séparer les eaux usées des sels solides, et l'eau dessalée peut être renvoyée dans le système de production pour y être réutilisée.
Quels sont les défis posés par le dessalement des eaux usées ?
1. Inhibition de l'activité microbienne due à une salinité élevée : Les eaux usées à forte salinité suppriment de manière significative la croissance et l'activité des micro-organismes, entraînant la déshydratation ou même la mort des cellules microbiennes, ce qui rend impossible la dégradation efficace de la matière organique contenue dans les eaux usées. En outre, une salinité élevée peut également entraîner la corrosion et l'endommagement des équipements de traitement, ce qui augmente les coûts d'entretien et de remplacement.
2. Coûts de traitement élevés : Pour réduire la salinité des eaux usées, il est généralement nécessaire de les diluer, ce qui augmente la consommation d'eau et les coûts de traitement. En outre, le traitement des eaux usées à forte salinité consomme beaucoup d'énergie thermique et électrique, ce qui augmente encore les coûts de traitement.
3. Choix de la technologie et applicabilité : Les différentes technologies de dessalement ont leurs propres avantages et inconvénients. Par exemple, la technologie de séparation par membrane est efficace et respectueuse de l'environnement, mais les matériaux des membranes sont susceptibles d'être contaminés et nécessitent un nettoyage et un entretien réguliers ; les méthodes électrolytiques conviennent au traitement des eaux usées à forte salinité contenant des ions de métaux lourds, mais ont une consommation d'énergie plus élevée ; les méthodes d'évaporation et de concentration ont une consommation d'énergie élevée et un équipement complexe ; le traitement biologique nécessite un temps de réaction biologique plus long. Le choix de la technologie appropriée doit être évalué en fonction des circonstances spécifiques.
4. Complexité de la composition des eaux usées : Les eaux usées des gisements de pétrole et de gaz contiennent diverses substances organiques et des sels inorganiques, chacun ayant des propriétés chimiques et une biodégradabilité différentes, ce qui accroît la difficulté de l'élimination. En outre, les impuretés telles que les solides en suspension et les ions de métaux lourds présents dans les eaux usées peuvent également affecter l'efficacité du traitement.
Quels sont les risques liés aux eaux usées à forte salinité ?
Les risques environnementaux des eaux usées à forte salinité se manifestent principalement par la toxicité pour les micro-organismes, la corrosion des équipements et la destruction de l'écosystème.
1. Toxicité pour les micro-organismes : Des concentrations élevées de sel peuvent augmenter la pression osmotique, entraînant la déshydratation des cellules microbiennes et la séparation du protoplasme cellulaire. Les effets de dessalement peuvent réduire l'activité de la déshydrogénase, et l'augmentation de la concentration en ions chlorure peut également être toxique pour les bactéries. En outre, des concentrations élevées en sel augmentent la densité des eaux usées, ce qui facilite le flottement et la perte des boues activées et affecte sérieusement l'efficacité de l'épuration des systèmes de traitement biologique.
2. Corrosion des équipements : Les sels contenus dans les eaux usées à forte salinité peuvent corroder les canalisations et les équipements, affectant ainsi leur durée de vie et leur qualité. Par exemple, des concentrations de sel trop élevées peuvent entraîner la corrosion des canalisations et des équipements, ce qui a un impact sur leur fonctionnement normal et leur entretien.
3. Destruction de l'écosystème : Les polluants tels que les matières en suspension, les matières organiques, les métaux lourds et les produits chimiques nocifs présents dans les eaux usées à forte salinité peuvent avoir un impact considérable sur l'environnement et les écosystèmes. Ces substances ont non seulement des effets toxiques sur les micro-organismes, mais peuvent également s'accumuler dans la chaîne alimentaire, affectant finalement l'équilibre et la santé de l'ensemble de l'écosystème.
Quelle est l'importance du dessalement des eaux usées ?
1. Protection de l'environnement : Si la teneur en sel des eaux usées est rejetée sans traitement, elle peut entraîner une grave pollution de l'environnement. Le sel peut modifier les propriétés chimiques des masses d'eau, affecter la survie des organismes aquatiques et entraîner un durcissement de l'eau et une eutrophisation. Le traitement par dessalement permet d'éliminer efficacement les sels des eaux usées, réduisant ainsi les dommages causés à l'environnement.
2. Réutilisation et recyclage : De nombreux sels présents dans les eaux usées sont des ressources précieuses ; par exemple, les sels présents dans certaines eaux usées chimiques peuvent être utilisés pour produire du sulfate de sodium, du chlorure de sodium et d'autres produits chimiques. Le traitement par dessalement permet d'extraire ces ressources précieuses, ce qui permet d'utiliser les ressources des eaux usées.
3. Respect des normes de rejet : De nombreux pays et régions ont des normes de rejet strictes concernant la teneur en sel des eaux usées. Pour respecter ces normes, le traitement par dessalement est nécessaire pour réduire la teneur en sel des eaux usées en deçà de la concentration spécifiée, ce qui garantit que les eaux usées peuvent être rejetées en toute sécurité dans l'environnement.
4. Éviter la corrosion et l'entartrage des équipements : La teneur en sel des eaux usées peut corroder les équipements et les canalisations, réduisant ainsi leur durée de vie. Le traitement par dessalement permet d'éliminer les sels des eaux usées, ce qui réduit la corrosion et l'entartrage des équipements, prolongeant ainsi leur durée de vie.
5. Prévention de la pollution du sol et des eaux souterraines : Les concentrations élevées de sels et de substances inorganiques solubles dans les eaux usées peuvent entraîner la salinisation du sol et la pollution des eaux souterraines si elles sont rejetées directement ou infiltrées dans le sol et les eaux souterraines. Le traitement par dessalement peut réduire le risque de pollution du sol et des eaux souterraines.
6. Protection des écosystèmes : Le déversement des eaux usées dans les masses d'eau naturelles peut augmenter la concentration en sel, ce qui perturbe l'équilibre des écosystèmes aquatiques et affecte la survie et la reproduction des organismes aquatiques. Le traitement par dessalement permet de réduire l'impact négatif des eaux usées sur les écosystèmes aquatiques, protégeant ainsi la biodiversité et l'équilibre écologique des masses d'eau.
