Dans ce module, vous découvrirez ce qui fait de l’élimination des particules une étape très importante dans la réutilisation de l’eau, présente dans presque toutes les applications de réutilisation de l’eau. Nous allons vous montrer comment cette approche peut être abordée de façon ingénieuse en utilisant l’ultrafiltration et en dotant le système de réutilisation de l’eau de fonctions intelligentes.

Au cœur d’un processus de réutilisation de l’eau se trouve une unité d’ultrafiltration visant à éliminer les particules. La technologie de la membrane d’ultrafiltration est définie par un diamètre de pore compris entre 0,01 et 0,1 μm. Cela garantit l’élimination de toutes les particules et bactéries en suspension. Selon le niveau ou le mélange de contenus organiques et inorganiques dans les eaux usées, d’autres étapes de traitement peuvent être ajoutées au besoin du côté alimentation et du côté filtrat. L’eau est alors prête à entrer dans la prochaine étape du processus de traitement pour sa réutilisation.

Examinons plus en détail le côté alimentation et le côté reflux de l’unité d’ultrafiltration.

Le cycle de filtration commence par le pompage de l’eau prétraitée à travers les membranes d’ultrafiltration. Les systèmes d’ultrafiltration fonctionnent la plupart du temps en mode filtration. Les performances optimales de la membrane de filtration nécessitent un débit constant. Celui-ci peut être atteint avec une pompe à régulation de vitesse. À un moment donné, il faudra procéder à un lavage à contre-courant pour nettoyer la membrane, car les impuretés et les matières obstrueront ses pores et la pression transmembranaire (PTM ou « TMP ») augmentera.

Le cycle de lavage à contre-courant sert à nettoyer la membrane, généralement en pompant l’eau ultrafiltrée dans le sens opposé au flux de filtration pour rincer toutes les impuretés présentes dans la membrane.

Souvent réalisé sur la base du temps de production ou par lot (par exemple, après qu’une quantité fixe de liquide ait été filtrée), ce processus peut être inefficace, car le nettoyage se produit à heure fixe, y compris quand il n’est pas nécessaire, utilisant une eau précieuse déjà filtrée.

Le lavage à contre-courant optimisé à l’aide de produits chimiques renforce l’efficacité du nettoyage en ajoutant du chlore ou une solution acide ou basique au débit de lavage, en fonction des impuretés. Cela exige un dosage précis non seulement pour optimiser l’efficacité du processus, mais aussi pour réduire l’utilisation de produits chimiques.

Avec un contrôle intelligent, le processus de lavage à contre-courant peut être très efficace.

Le cycle d’épuration par passage d’air basse pression permet de détacher les particules déposées à l’extérieur de la surface de la membrane.

Quelles que soient les raisons d’ajouter un système de réutilisation de l’eau à vos processus industriels, vous devez tenir compte du coût total engendré par cette acquisition. En plus de l’ultrafiltration, des processus d’alimentation et de lavage à contre-courant et des coûts énergétiques, la totalité des coûts inclut également des produits chimiques, des consommables, des heures de travail, l’amortissement et les temps d’arrêt de production.

Autant de points qui peuvent être optimisés grâce à une approche plus intelligente dans la définition d’un système de réutilisation de l’eau basé sur l’ultrafiltration.

Par exemple, du côté alimentation, une solution intelligente inclut l’utilisation de capteurs de pression, de débit et des paramètres chimiques.

Concernant le lavage à contre-courant, des capteurs de pression, de débit et des paramètres chimiques sont également présents.

Les pompes intelligentes intègrent le suivi et la prévision des pannes, et disposent d’un débitmètre et d’une surveillance de la pression. 

La connectivité à distance aux solutions PLC, Cloud et Internet des objets (IoT) permet d’accéder à des visualisations de données et à des services de maintenance prédictive.

En outre, Grundfos travaille au développement d’un « jumeau numérique » opérationnel du processus critique qui fonctionnera avec une plate-forme IoT. Vous disposerez ainsi d’un contrôle autoadaptatif sur la floculation, l’entartrage, l’encrassement, la filtration, le lavage à contre-courant et le nettoyage.

Résumons les avantages potentiels de notre approche intelligente, que nous appelons Grundfos iSOLUTIONS, en présentant les scénarios suivants :

Réduire l’utilisation de produits chimiques :

– les pompes à dosage numérique permettent un dosage précis et des économies sur l’utilisation de produits chimiques en assurant leur utilisation optimale ;

– l’utilisation intelligente du floculant réduit la quantité de boue produite tout en optimisant les performances de votre système de filtration ;

– chaque fois qu’il existe un risque d’entartrage et d’encrassement, un lavage à contre-courant intelligent peut être mis en œuvre. 

Cela permet d’optimiser la quantité de produits chimiques et d’eau utilisés pendant le processus de nettoyage.

Économies sur le coût des ressources :

– vous réalisez des économies d’eau, d’énergie et sur l’utilisation de produits chimiques ;

– votre lavage à contre-courant optimisé à l’aide de produits chimiques s’adapte aux exigences du système ;

– le système optimisé vous offre un meilleur contrôle sur votre stockage de produits chimiques et la commande peut être effectuée à la demande à vos systèmes ERP.

Optimisation des processus :

– le contrôle optimisé de l’intervalle entre filtration et lavage à contre-courant permet de réaliser des économies d’eau et d’énergie et de prolonger la durée de vie de votre membrane d’ultrafiltration, augmentant ainsi l’efficacité globale de votre système ;

– peu importe les changements ou la variabilité de la qualité de l’eau non traitée, l’intelligence intégrée à votre système s’adaptera pour maintenir des conditions et des performances optimales.

Récapitulons ce que nous avons présenté dans ce module : 

– une unité d’ultrafiltration se trouve au cœur d’un système de réutilisation de l’eau ; 

– optimiser le système du côté alimentation et du côté filtrat de l’unité d’ultrafiltration vous permet de réaliser des économies sur le coût total engendré par l’installation ; 

– une approche système intelligent vous permet de gagner en efficacité et de réduire les coûts concernant la floculation, l’entartrage, l’encrassement, la filtration, le lavage à contre-courant et le nettoyage.