Stratégies de conservation pour le traitement à l'arsenic

Méthodologies d'évaluation et de contrôle des pertes d'eau

pendant les processus de traitement de l'eau constituent un pilier des usines de traitement de l'eau potable depuis des années et, plus récemment, dans le secteur du traitement des eaux industrielles. Grâce à la mise en œuvre des meilleures pratiques de gestion visant à garantir une eau sûre et fiable tout en réduisant le gaspillage, un cadre est en cours d'établissement pour la gestion et l'exploitation des stations de traitement, les priorités en matière d'utilisation de l'eau et les ordonnances locales en matière de plomberie et d'utilisation, ciblant les activités de conservation à court et à long terme.

Reconnus dans les régions arides et sujettes à la sécheresse du pays, les plans de conservation de l'eau définissent les critères spécifiques nécessaires pour administrer une utilisation réaliste et efficace de l'eau. Bon nombre de ces stratégies de conservation sont spécifiquement orientées vers la gestion et l'exploitation au sein d'une usine de traitement. Le contrôle de la consommation globale d'eau et la minimisation des pertes d'eau grâce à l'exploitation d'une installation de traitement peuvent représenter un pourcentage significatif du prélèvement global d'eau. Les mesures de conservation de l'eau appliquées aux activités des usines de traitement peuvent souvent permettre de réaliser des économies opérationnelles et financières immédiates.

Pour les nouvelles installations de traitement, les considérations relatives à la conservation de l'eau doivent être prises en compte lors de la conception initiale et de l'évaluation de la technique de traitement souhaitée, car les technologies de traitement peuvent varier considérablement en termes d'utilisation de l'eau et de production d'eaux usées. Cela est évident dans la conception et le fonctionnement des technologies de traitement pour l'élimination de l'arsenic.

Malgré les progrès des technologies d'élimination de l'arsenic, presque toutes les technologies éprouvées d'élimination de l'arsenic génèrent des eaux usées résiduelles. Un rinçage à contre-courant complet est nécessaire lors du démarrage initial et périodiquement pendant toute la durée de l'utilisation pour tous les supports adsorbants à l'arsenic, quel que soit leur type spécifique, afin de :

• Réduire les amendes générées lors des activités de transport et d'installation ;
• Expulser les particules accumulées sur la surface du support pour éviter toute perte de charge en fonctionnement ; et
• Redistribuez le lit de média pour éviter la canalisation et la pénétration ultérieure d'arsenic.

Le volume d'eau généré lors de chaque événement de lavage à contre-courant peut varier considérablement d'un média commercial à l'autre. Plusieurs facteurs influent sur la génération de volume de lavage à contre-courant, notamment :

• Densité du support ;
• l'usure physique et la stabilité des particules ; et
• Qualité de l'eau de source.

La densité du support joue un rôle important dans la détermination du débit de lavage à contre-courant, car les milieux moins denses nécessitent moins d'énergie pour surmonter la perte de charge initiale du lit de média. Cela se traduit par des taux de lavage à contre-courant plus faibles.

De plus, un milieu adsorbant plus souple et plus friable peut générer une quantité importante de fines dans des conditions de fonctionnement hydrauliques normales. L'usure des particules fines dans des conditions de fonctionnement normales entraîne une perte de charge sur le lit de média, qui doit être retirée par le procédé de lavage à contre-courant. Ainsi, un média plus souple se traduira par la nécessité d'organiser des événements de backwash plus fréquents.

De même, des niveaux élevés de matières totales en suspension (TSS) et de turbidité dans la source d'eau traitée contribueront à augmenter la fréquence des lavages à contre-courant. Un prétraitement visant à éliminer les particules est souvent utilisé pendant le traitement à l'arsenic pour éliminer l'impact des particules en suspension sur le lit de média.

Méthode expérimentale et résultats

Afin d'explorer les différences, une évaluation a récemment été menée pour quantifier la production d'eau de lavage à contre-courant à partir de trois milieux adsorbants d'arsenic disponibles dans le commerce, notamment :

• Oxyde ferrique granulaire (GFO) ;
• hydroxyde ferrique granulaire (GFH) ; et
• Oxyde de titane (MetSorb).

L'évaluation a utilisé un volume égal (1,5 pied cube) des trois supports dans un format standard individuel de 12 pouces. Récipients sous pression de 54 pouces. Chaque récipient a maintenu la préfiltration à l'aide d'un filtre à cartouche plissée de 25 microns (µm) pour éliminer la qualité de l'eau de source en tant que variable.

L'alimentation en eau de lavage à contre-courant de chaque cuve a été réglée selon le taux de lavage à contre-courant recommandé par les fabricants. Des échantillons de l'eau de lavage à contre-courant ont été prélevés à des intervalles de cinq minutes et analysés pour en déterminer la turbidité afin de déterminer la qualité relative de l'eau pour un rejet acceptable vers l'autorité d'égout locale (Figure 1).

Une valeur de turbidité de 50 unités de turbidité néphélométriques (NTU) a été choisie pour représenter l'acceptabilité du rejet. Une fois que la qualité de l'eau de lavage à contre-courant a été atteinte de 50 NTU, le flux de lavage à contre-courant a été interrompu et le récipient a été placé en flux vers l'avant pour assurer le rinçage nécessaire. Des échantillons d'eau de rinçage ont de nouveau été éliminés et analysés pour en déterminer la turbidité (Figure 2). Les tests de turbidité effectués à ce stade ont été utilisés pour déterminer l'acceptabilité de la qualité de l'eau pour une utilisation dans le réseau de distribution. Un niveau de turbidité inférieur à 1 NTU a été utilisé pour déterminer l'acceptabilité pour la consommation générale.

La variation de la qualité et de la quantité des eaux usées est évidente dans les différentes technologies disponibles pour l'élimination de l'arsenic. Comme le montre cette évaluation, le volume d'eaux usées produites (Tableau 1) peut varier d'aussi peu que 12 % selon les technologies à bien plus de 100 % selon les conditions opérationnelles et les conditions du site.

Il a été démontré que le média le plus efficace en termes de contrôle des pertes d'eau et de production d'eaux usées était l'oxyde de titane. Compte tenu de la taille limitée de l'exercice d'évaluation, l'extrapolation des données pour une installation de traitement à grande échelle suggérerait des différences significatives dans la production d'eaux usées. Le contrôle et l'atténuation des pertes d'eau et de la production d'eaux usées devenant de plus en plus importants, une sélection appropriée des supports ainsi que l'évaluation et la sélection des technologies de traitement sont essentielles pour les mesures de conservation de l'eau.

Voir également : article sur les stratégies de conservation publié par Water Quality Products

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