L'Eau Magazine n°20 nov 12 à mai 2013
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International Le prétraitement, étape clé de l’osmose inverse Al Dur est le nom de la nouvelle unité de production d’électricité et de dessalement du Royaume du Bahreïn. Sur ce site, Degrémont a mis en place un process complexe pour parvenir à une eau potable de qualité. Pont entre l’Arabie saoudite et le royaume de Bahreïn. 36 « Supprimer 99% des sels. » DR Depuis la début de l’année 2012, le Royaume de Bahreïn compte une nouvelle unité de production d’électricité et de dessalement d’eau de mer, baptisée Al Dur. Située sur la côte sud-est du pays, cette usine, construite et exploitée par GDF Suez Energy International, produira à terme 1 234 MW d’électricité et 218 000 m 3 d’eau potable par an. Pour traiter l’eau de mer et respecter la qualité fixée par l’appel d’offres, Degrémont a mis en place un procédé d’osmose inverse mais a surtout conçu un process qui répond aux difficiles conditions locales. « Les eaux du Golfe se caractérisent surtout par leur taux élevé en matières en suspension, apportées généralement par les vents de sable. En cas de tempête, les eaux étant peu profondes, les matières déposées au fond sont de nouveau remises en suspension », indique Loïc Daniel, ingénieur process chez Degrémont. La température de l’eau qui varie de 17 °C en hiver à plus de 36 °C en été est également une difficulté à prendre en compte. Enfin, même si les eaux ne sont pas impactées par un problème endémique d’algues rouges, la concentration élevée en matières organiques reste un paramètre à maîtriser. Afin d’éviter les mêmes problèmes de fonctionnement que rencontre l’usine de production d’eau potable d’Addur, distante de seulement un kilomètre, Al Dur a été doté d’un prétraitement poussé pour protéger les membranes d’osmose inverse. « Ces dernières sont très sensibles à la matière organique qui provoque leur colmatage, un phénomène appelé biofouling. Il faut donc réduire au mieux l’apport organique en éliminant les algues mais aussi les particules minérales, véritable support de matière organique », précise Loïc Daniel. Sur le site d’Al Dur, Degrémont a ainsi testé différents procédés pendant près d’un an avant de retenir le plus adapté aux eaux du Golfe. Élimination de la matière organique et en suspension Pompées par quatre lignes à 1 500 mètres de la côte, les eaux de mer subissent deux étapes de prétraitement  : une flottation avec une phase de coagulation (SeaDaf) et une filtration bimédia (SeaClean). Après dégrillage, les eaux prises en charge par le SeaDaf vont être débarassées des grosses particules de matières en suspension et des algues par ajout de coagulants (chlorure ferrique). Indispensable, cette étape améliore la qualité générale des eaux, en particulier sur les algues, ce qui diminue les risques assez fréquent de saturation du filtre. Ce dernier élimine pour sa part le reste des matières en suspension et récupère les flocs de fer générés lors de la première étape. « Le filtre bimédia est composé d’une première couche d’anthracite, média grossier et léger chargé retenir au maximum les matières en suspension, et de sable, plus fin et plus dense, qui assure un affinage », détaille l’ingénieur de Degrémont. Un filtre à cartouche est également présent en aval, mais ce dispositif a uniquement un rôle de sécurité afin de récupérer un éventuel objet oublié lors d’une opération de maintenance, et susceptible d’endommager fortement les pompes à haute pression. Une combinaison de membranes Au niveau du module d’osmose inverse, deux types de membranes sont utilisées. En premier lieu, 26 racks de membranes « eau de mer » fournissent une eau de très bonne qualité en supprimant plus de 99% des sels. Par contre, la productivité de cette étape est relativement faible avec un taux de conversion de 42%, ce qui signifie que plus de la moitié des volumes est rejetée. À l’inverse, le deuxième type de membrane mis en jeu est plus perméable et le taux de récupération est plus élevé (taux de conversion de 90%), et complète la diminution de la concentration en sel. « En sortie de cette étape, la qualité de l’eau est conforme aux attentes du client », assure Loïc Daniel qui ajoute que le choix d’une membrane ou d’une combinaison de membranes dépend uniquement de la contrainte finale exigée. Par ailleurs, les 10% rejetés après la deuxième étape sont renvoyés en tête de l’étape 1, leur L’eau magazine novembre 2012 N°20
concentration en sel étant très inférieure à celle de la mer. Outre un volume de moins à pomper, cette récupération réduit ainsi la teneur en sel de l’eau à traiter, et donc la consommation énergétique du procédé qui est grandement liée à ce paramètre. Les besoins énergétiques sont également diminués par la mise en place d’un système de récupération d’énergie (turbine Pelton) sur les premières passes d’osmose inverse. Potabilisation de l’eau Pour devenir propre à la consommation et également au transport dans les canalisations, l’eau osmosée, qui contient essentiellement du chlorure de sodium, quoiqu’en toute petite quantité, subit enfin une étape post-traitement. L’objectif est de reminéraliser en calcium et en bicarbonate cette eau en injectant de la chaux et du dioxyde de carbone. Les normes 1 sur l’eau potable étant élevées à Bahreïn, l’unité intègre notamment un saturateur et un filtre bimédia pour produire une eau de chaux de très bonne qualité avant injection. En sortie de station, diverses sondes de mesure (pH, température, conductivité, alcalinité, dureté, carbone organique total) s’assurent du traitement de l’eau de façon continue. Afin de faciliter le pilotage de cette unité, Degrémont a développé un système d’automatisation spécifique de manière à rendre cette étape de potabilisation entièrement automatique, même en cas de variations de température.C.C. 1 Indice de colmatage inférieur à 3,0% min, une turbidité inférieure à 0,2 NTU associé à un Indice de saturation (Indice de Langelier, LSI) dans la plage de 0,1 à 0,3. International L’eau magazine novembre 2012 N°20 37 Degrémont



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