Traitement des eaux industrielles

LE thèmE DU mOISTRAITEMENT DES EAUX INDUSTRIELLES

N° 335 - L’EAU, L’INDUSTRIE, LES NUISANCES - 37www.revue-ein.com

AbstrActtraitement des eaux industriellesPrêt à raccorder : un état d’esprit et bien des avantagesLe prêt à raccorder n’est pas réservé aux situa-

tions d’urgence : entre une installation fixe et

dédiée et l’urgence absolue après un accident ou

une catastrophe, les équipements prêts à bran-

cher trouvent toutes sortes d’opportunités d’im-

plantation. Un des avantages majeurs de ces

installations est la possibilité de réutilisation,

donc la conservation d’une valeur marchande

de l’installation. Sur le terrain, les réalisations

se multiplient.

Le prêt à raccorder n’est pas réservé aux situations d’urgence : entre une installation fixe et dédiée et l’ur-gence absolue après un accident ou une catastrophe, les équipements prêts à brancher trouvent toutes sortes d’opportunités d’implantation. Un des avantages majeurs de ces installations est la possibilité de réutilisation, donc la conservation d’une valeur marchande de l’installation. Sur le terrain, les réalisations se multiplient.

Prêt à raccorder :un état d’esprit et bien des avantages

réalisé par christian Guyard,technoscope

U ne plateforme béton de quel-ques mètres-carrés et des tuyaux en attente ; arrivent un ou deux

camions chargés de conteneurs ; une grue met en place ces équipements sur la pla-teforme. Quelques techniciens s’affairent : raccordements de brides, connexions élec-triques. Après quelques heures, quelques jours au plus, quelqu’un appuie sur le bou-ton : l’installation fonctionne. C’est moins prestigieux que l’inauguration solennelle d’un bâtiment, mais bien plus rapide et fonctionnel. Ceci n’est que la partie visi-ble d’une tendance qui semble prendre son

essor depuis quelques années : les installa-tions prêtes à brancher. « En 2010, nous réalisons une installation par mois ; c’est un rythme assez soutenu » indique Pierre-Yves Bertrand de BWT Permo. La société vient de développer la gamme WATS C, composée d’installations de traitement de l’eau en conteneurs de 20 et 40 pieds. À l’intérieur, selon les besoins, des filtres, des pompes, des vannes, des moteurs et tout ce qu’il faut pour commander et régu-ler ces appareils. En terme de capacité de traitement, ces installations sont par-faitement capables de traiter de quelques

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mètres-cube par heure jusqu’à plusieurs dizaines voire centaines de m3/h. « En fait, les exploitants ne pensent pas encore sys-tématiquement à ces solutions en conte-neurs. Il est très rare d’être consulté sur des installations en conteneurs, surtout dans le monde industriel en France. Par contre, nous les proposons à nos clients lorsqu’il y a une opportunité » précise Pierre-Yves Bertrand. Un exemple parmi bien d’autres : sur un site chimique vieillis-sant, BWT Permo est consulté pour une installation de préparation d’eau de chau-dière haute pression. Tout était à refaire dans le local technique envisagé ; la société propose alors une installation prête à rac-corder, installée à l’extérieur. Il n’y a pas eu à refaire les locaux, ni à perdre de temps pour concevoir l’installation en fonction du local et réaliser les travaux. Comme il s’agissait d’un atelier arrêté quelques années après, l’installation a pu être reven-due et non détruite comme cela se serait produit avec une installation construite sur place.

Associer des techniqueséprouvées dans un espace restreintLa mise en conteneur ne relève pas de l’in-novation technique. C’est plutôt l’agence-ment de techniques éprouvées sous une forme particulière dans un espace res-treint, qu’il soit fermé en conteneur ou à l’air libre sur un berceau (skid). Cette configuration n’est pas forcément stan-dard, prédéterminée, elle peut être réa-

lisée sur mesure pour remplir les condi-tions particulières d’un site : le prêt à bran-cher s’adapte à des besoins fonctionnels et quantitatifs très variés. On pense volon-tiers à ce type d’installation pour des situa-tions d’urgence après un accident qui met hors d’usage une installation. Veolia Eau, Lyonnaise des Eaux et Saur proposent des modules de dépannage pour surcharges ponctuelles et situations d’urgences en eau potable. Les unités Aquamem de filtration membranaire de Polymem sont également destinées à la filtration d’eau brute en vue de produire de l’eau potable, notamment en situation d’urgence. Le débit nominal de ces installations, dépendant de la qualité de l’eau brute et de sa température, est com-pris entre 500 l/h et 6 000 l/h. La surface au sol occupée par ces unités est comprise entre 1 et 3 m² pour une hauteur maximale de 1,5 m. Des unités de capacités supérieu-res, composées de modules Polymem UF80 ou UF120 peuvent être containérisées.Les grands traiteurs d’eau comme Veolia Water STI, Ondeo IS, GE Water Process & Technologies, Tecnofil Industries, Callisto ou Pall ont développé des unités mobiles d’urgence mobilisables en quelques heu-res afin de redémarrer une installation et s’éviter des arrêts de production très coû-teux. Opalium propose de son côté une large gamme d’unité modulaires montées sur skid opérationnelles en très peu de temps : Opaflo® pour traiter la turbidité et l’affinage, Opacarb© pour le traitement des micropolluants, Opafer® pour le traitement de l’arsenic, Opamin© pour la reminérali-

sation, etc.. Ses unités conviennent aussi bien à une utilisation provisoire que pour une longue durée.Dans le domaine du traitement des boues, Faure Equipements, ATR-Créations ou Aqua-Traitements peuvent mettre à dispo-sition dans des délais très rapides des uni-tés mobiles capables de faire face à des surcharges ponctuelles, tout comme CE2A dans le domaine du pompage ou Oxydro, Isma, Linde ou Air Products en matière d’oxygénation des effluents ou de dopage de stations d’épuration.Des prestataires de service, utilisent des ins-tallations mobiles pour traiter de manière régulière ou ponctuelle des effluents dan-gereux ; le donneur d’ordre évite ainsi les tracasseries du transport. C’est le cas de l’Eau Pure, de PLM Equipements, d’Ulti-mop, de Vivlo, de Maisonneuve ou encore de Biome qui est capable de traiter des lixi-viats de sites de stockage de déchets, ou plus épisodiquement des eaux récupérées

bWt Permo réalise des installations de traitement d’eau entièrement montées en containers :les WAts c. Flexibles et modulaires, ces installations sont réalisées en containers de 20 et 40 pieds. La juxtaposition de plusieurs containers permet d’aménager des installations de grands

débits. Plusieurs techniques de traitement sont proposées dans cette formule : filtration,désinfection, échange d’ions, osmose inverse, électrodésionisation…

Prêt à brancher : de nombreux avantages

À une époque incertaine, où les ressources bud-gétaires sont limitées, où les temps de décision sont raccourcis tout comme les temps de mise en production, le prêt à raccorder présente de nombreux avantages :* une infrastructure légère, qui se résume à une plateforme stable et horizontale et dotée des connexions en eau, en énergie et en lignes pour la commande ;* un temps d’installation et de démarrage de un à quelques jours ;* une garantie de bon fonctionnement dès le démarrage puisque l’installation a été testée en atelier ;* la possibilité de revente de l’installation après une révision et une remise à niveau ;* l’absence d’investissement dans des bâtiments dédiés ;* la possibilité de ne mettre en conteneur que la partie sensible d’un procédé (régulation, vannes) en laissant à l’extérieur les équipements volumineux ;* une maintenance beaucoup plus confortable pour les personnels amenés à intervenir puisqu’ils travailleront à l’abri et seront donc plus efficaces ;* le conteneur est à la fois le support des équi-pements du procédé mis en œuvre et le moyen d’expédition (donc pas d’emballage particulier pour le transport). Accessoirement il est aussi surface d’information publicitaire (marque, nom de la société).Ce sont globalement des arguments que l’on rencontre dans une autre tendance industrielle au niveau de la production, surtout en mécanique et dans les lignes d’assemblage, appelée “lean production”. Légèreté d’installation, d’intervention, faible empreinte… on pourrait presque dire qu’il s’agit d’une logique de développement durable.

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après un incendie. Les différents équipe-ments (neutralisation, précipitation, filtra-tion etc) sont montés sur remorques, en conteneur ou sur berceau et installés pour quelques semaines et traiter un stock de plusieurs milliers de mètres-cube. Pour les effluents très difficiles à traiter, la société Innoveox proposera dans les mois à venir un procédé d’oxydation hydrothermale supercritique monté sur skid. Une pre-mière unité de 100 l/h disposée sur un skid de 10 x 2 m est opérationnelle. Une deuxième unité de 1 000 l/H est prévue pour 2011, qui fonctionnera sur site. Il s’agit là de prestations ponctuelles.

Le prêt à brancher :intéressant dans denombreux cas de figuresMais le recours à du prêt à bran-cher mérite d’être considéré de manière beaucoup plus large. « Il existe bien des occasions de recou-rir au prêt à brancher : certai-nes communes sont confrontées à des accroissements brutaux mais connus de population comme les stations balnéaires ou de mon-tagnes qui voient leur popula-tion multipliée par dix parfois. Si elles n’ont pas les installations ou les ressources suffisantes, elles peuvent planifier la mise en place de telles installations pour répon-dre au besoin pendant quelques mois. C’est le cas dans la station

des Gets qui utilise une unité de 800 m3/j pour l’eau potable. Un autre type de sai-sonnalité se rencontre, en Italie où certai-nes ressources en eau varient en volume et en qualité au cours de l’année. Le besoin d’alimentation du réseau est résolu en déplaçant une unité à membrane d’une source à l’autre selon la saison. Nous avons même réalisé à la demande d’un client un aménagement du conteneur avec un toit pour qu’il s’intègre mieux

dans la localité » explique Bertrand Pons, directeur commercial chez Aquasource. Les matériels standardisés qui remplis-sent cette fonction constituent la gamme Nomad® utilisant des conteneurs de 10, 20 et 40 pieds. Aquasource est équipementier dans le domaine des membranes de filtra-tion et Bernard Pons résume les cas dans lesquels des modules prêts à brancher sont utilisés, essentiellement dans quatre cas : vendus à des prestataires qui assurent des services en cas d’urgence (activité que ne réalise pas Aquasource), vendu à un client qui veut mutualiser des ressources en eau (cas de l’Italie déjà cité), en stations bal-néaire ou de ski, et dans des situations tran-sitoires, quelques mois ou années, dans des collectivités locales et des industries. C’est le cas à St Paul de la Réunion : la station d’eau potable de Grand Fond est en cours de rénovation et d’agrandissement. Pour assurer la continuité de production une unité compacte UCD de Degrémont RPS de 240 m3/h a été installée pour quelques mois (mise en service mai 2010). Après cette période, l’unité sera installée dans une autre région de l’ile.Dans ce genre de situations, une unité prête à brancher se révèle très utile et avantageuse. Pierre Yves Bertrand a bien

d’autres situations que l’exem-ple cité sur l’eau de chaudière. « Une usine avait des rejets de station d’épuration qui dépas-saient les normes locales. Sa fermeture était programmée ; l’industriel devait respecter les normes mais n’avait pas envie de trop investir. Il a acheté une installation de filtration en conteneur. Après la ferme-ture, ce client est revenu vers nous, nous avons racheté l’ins-tallation, nous l’avons révisée et remise sur le marché ». On voit là un avantage essentiel des installations prêtes à bran-cher : l’unité garde une valeur certaine après quelques années. Ce n’est pas le cas d’installa-tions construites sur place. Les besoins d’une base vie sur des chantiers provisoires sont cou-verts par des unités conteneu-risées : BWT Permo a installé récemment en Algérie une unité

Les unités Aquamem de filtration membranaire de Polymem sont également destinées à lafiltration d’eau brute en vue de produire de l’eau potable, notamment en situation d’urgence.

Unité mobile AQUAMOVE™ d’osmose inverse de Veolia Water stI

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de quelques m3/h d’eau potable à partir d’eau saumâtre avec une contrainte de refroidissement puisque la ressource était à 33 °C. Autres situations : l’installation à poste fixe lorsque des bâtiments n’ont pas été prévus pour l’équipement, ou lors-qu’il existe des contraintes de site très for-tes. « Nous avons eu le cas sur un site chimique comportant des zones protégées ATEX. Le client voulait rapidement une

unité d’eau osmosée de 20 m3/h pour un de ses ateliers. Il n’est pas facile de tra-vailler en zone ATEX et les équipements installés dans cette zone ont aussi des contraintes. Nous avons donc proposé une installation en conteneur (avec des équi-pements standard), posée en limite exté-rieure de zone ATEX ; il n’y a eu que les branchements d’eau à réaliser ».

Une mise en œuvre allégéeD’autres avantages du prêt à brancher, sou-lignés par Pierre Yves Bertrand, concernent la durée de réalisation d’une installation d’eau potable, de procédés, le traitement d’eaux usées ou de boues. La construction sur place impose l’approvisionnement des

différents équipements provenant de dif-férents fournisseurs avec les aléas logis-tiques (délais de livraison). Ces équipe-ments doivent être installés et fixés, bran-chés, reliés avec toutes les causes d’erreurs potentielles. Ces travaux réalisés sur chan-tier s’effectuent dans le cadre général du chantier, c’est-à-dire avec des contraintes sur la formation des personnels, la coor-dination avec d’autres corps de métiers et l’insertion dans le plan de prévention du chantier. Au total, toute cette construc-tion représente beaucoup de temps, d’in-vestissement et d’incertitudes qui sont très réduits avec le prêt à brancher grâce à la construction en usine, en temps masqué par rapport au reste du chantier.La logistique est encore plus contraignante dans les pays en développement : au Séné-gal, les eaux de forage de la région du Sine Saloum sont trop chargées en fluor. Après des phases pilote, le procédé retenu est la filtration membranaire développé par Degrémont (division Equipements). Tous les équipements ont été réalisés en France en parallèle aux travaux de génie civil. Au total, la réalisation entière a duré moins de 9 mois avec mise en service en novem-bre 2009. L’installation est prévue pour être doublée, et d’autres forages voisins devraient être équipés. La rapidité d’exécu-tion et d’installation trouve aussi à s’appli-quer dans le contexte particulier de l’Irak où Degrémont fourni plusieurs UCD et leurs salles de contrôle et salles électriques en conteneurs.La démarche du prêt à brancher se dis-tingue par d’autres aspects. Comme en construction traditionnelle, il faut définir

Atr-créations peut mettre a disposition dans des délais très rapide des unités mobiles capables de faire face à des surcharges ponctuelles.

Vue d’une unité de traitement modulaire des lixiviats développée par Pall.

Prêt à brancher :les postes de relèvement

aussi….Lancé en 2009, le Sidinox 120 de Side Industrie est un concept de poste de relèvement entièrement recyclable en acier inox qui comprend vannes, cana-lisations, raccord d’entrée, échelle d’aluminium et armoire électrique (avec socle et venti-lation) et dispose du système de relevage en ligne DIP. Il autorise ainsi un relevage sans odeurs, sans g a z , s a n s d é g r i l l a g e , sans fosse de rétent ion et sans curage, pa r t i cu l iè rement adapté aux applications sous chaussées ou sous les espaces verts.Son enveloppe en inox 304 abrite l’ensemble des équipements néces-saires à son fonctionnement. Ses d i v e r s dispositifs de sécurité (alarme anti-inondation, débord anti-soulèvement, vide cave) autorisent une surveillance à distance. Une fois posé et raccordé, le poste Sidinox s’affranchit de toute fosse de rétention assurant un relevage propre et sans nui-sances. Il est livré prêt à être installé et raccordé de façon simple et rapide.

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les besoins de traitement en qualité et quan-tités et trouver la meilleure implantation sur le site et aménager les alimentations et évacuation. Mais toute la partie mon-tage des équipements, tests de l’installation s’effectue en usine à l’abri et sans interfé-rer avec les autres opérations du site. Un point sensible sur lequel insiste Pierre Yves Bertrand : l’aménagement du conteneur. Il ne s’agit pas de “bourrer” les équipements dans l’espace restreint du conteneur. Il faut penser à l’exploitation future, aux opérations de maintenance. « Par exem-ple prévoir des espaces de dégagement suffisants lorsqu’on veut changer un élé-ment. L’agencement des appareils, l’ergo-nomie globale relève d’un réel savoir faire. Avantage chez BWT Permo, nous avons dans un même lieu, le chargé d’affaires, le bureau d’études et les ateliers et nous pouvons régler rapidement les problèmes afin que le client reçoive un équipement conforme à sa demande ». Remarques du même ordre chez Aquasource : « la modu- larité et le prêt à brancher sont un parti

pris, une stratégie d’entreprise. Nous sommes une des rares sociétés à maîtriser toute la chaîne de valeur depuis la fabri-cation des membranes jusqu’à l’équipe-ment final intégré qui doit être très sim-ple pour le client utilisateur : un bouton marche-arrêt » explique Bernard Pons.

La capacité des installations : une limite apparenteUne des limites au prêt à brancher sem-ble la capacité des installations. Le fait même que l’on travaille en conteneur stan-dard, limite la taille des équipements et de fait leur capacité de traitement. C’est vrai si l’on veut tout intégrer dans le conte-neur. Mais dans ce cas on peut juxtaposer ou superposer (gain de place) plusieurs conteneurs unitaires et multiplier la capa-

cité. Une autre solution consiste à placer les équipements volumineux à l’extérieur du conteneur qui n’abritera plus que les

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biome est capable de traiter des lixiviats de sites de stockage de déchets, ou plusépisodiquement des eaux récupérées après un incendie. Les différents équipements

(neutralisation, précipitation, filtration etc) sont montés sur remorques, en conteneurou sur berceau et installés pour quelques semaines et traiter un stock de plusieurs

milliers de mètres-cube.

La gamme Nomad d’Aquasource désigne des unités mobiles d’ultrafiltration entièrementautomatisées et autonomes, logées dans des containers 10, 20 ou 40 ‘‘ ou sur remorque.

Modulables grâce à des débits variant de 10 à 150 m³/h par unité, faciles à installer,à transporter et même à exporter, elles permettent de disposer rapidement et durablement

d’une eau ultrafiltrée à partir d’une eau de réseau, d’une eau souterraine ou d’une eau de surface.

La station compact-rM de stereau est un concept innovant de traitement des eaux usées pour

les collectivités de moins de 4 000 équivalent habitants, les industriels ou des quartiers non

raccordés au réseau d’assainissement. basé sur le procédé Aqua-rM® qui associe le traitement biologique par boues activées et la filtration par

membranes plaques immergées,le compact-rM™ est une station complète,

modulaire, évolutive et standardisée.

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parties sensibles du procédé (régulation, vannes, actionneurs). Ce peut être le cas de filtres à sables (bidons volumineux) de colonne d’oxydation etc installés à proxi-mité du conteneur. Un exemple cité par Pierre Yves Bertrand : une installation de

déferrisation d’une ressource d’eau potable dans une petite commune du Nord ; grâce au conditionnement en conteneur, l’inves-tissement a été limité.Cette apparente limitation en raison des volumes traitables relève plus des habitu-des de pensée et de conception et aussi du poids des infrastructures existantes. Phi-lippe Drouet, directeur ingénierie chez Ste-reau, indique que les unités Compact-RM® de traitement des eaux usées par bioréac-teur à membrane BRM ont été pensées en fonction du marché français : « 36 000 communes, dont de nombreuses petites doivent revoir leurs installations. Cette solution avec BRM est donc toute indi-quée même si le traitement est un peu “luxueux” vu la qualité du rejet. La première applica-tion, 1 800 EH, est à Telgurec avec un rejet direct sur la plage, sans dégrader la qualité des eaux de baignade. À Flaman-ville sur le futur EPR, une unité de 1 000 EH fonctionne pendant le chantier et sera l’installation définitive lorsque la centrale fonctionnera. D’autres appli-cations sont envisageables lors-qu’il y a des contraintes fortes sur les rejets d’azote et de phos-phore ou si l’on veut réutiliser l’eau ». Mais la montée en vogue des “éco-quartiers”, les préoc-cupations de réutilisation d’eau pourraient bien ouvrir des mar-chés non envisagés au départ. Avec l’avantage par rapport aux installations classiques (avec décanteur) d’une moindre sen-sibilité aux variations de charge en entrée. L’idéal pour des com-plexes hôteliers par exemple puisque les Compact-RM ont une capacité entre 400 et 4 000 EH. La mise en œuvre de tel-les unités de traitement d’eaux usées est une réalité au Japon en raison de la sismicité : les réseaux de grands collecteurs ne résistent pas aux tremblements de terre et coûtent trop cher à remettre en état. On constate ici la classique opposition entre un traitement centralisé avec un gros réseau et le traitement

distribué avec réseaux limités, éventuelle-ment connectés.Une anecdote qui illustre bien le change-ment d’esprit que représente le prêt à bran-cher. Un client industriel de BWT Permo souhaitait une installation provisoire et avait donc choisi la location d’une instal-lation d’osmose inverse et de lits de rési-nes mélangés. Après un peu plus d’un an, il s’est aperçu que l’installation répondait tout à fait à ses besoins et qu’il n’était donc pas utile de construire un atelier spéci-fique. Il a donc acheté l’installation. Une anecdote qui révèle bien l’aspect culturel, pour ne pas dire traditionnel de certaines pratiques. n

Questions à Laurent Dolleans, Degrémont

Directeur département Réhabilitation-Unités

packagéesEIN : De quand datent ces unités prêtes à bran-cher ?Laurent Dolleans : Les toutes premières datent d’une vingtaine d’années. Il s’agissait de fournir de l’eau potable à partir de ressources locales (lac, petite rivière) pour de petits villages, en France, en Afrique du Nord et au Moyen Orient, ou pour des bases vies et des campements. Ces UCD Unité Compacte Degremont avaient une capacité de 5 à 720 m3/h et utilisaient des technologies classiques de décanteur lamellaire et filtre à sable. Aujourd’hui les techniques membranaires sont largement utilisées. Au total nous avons vendu en direct une centaine d’unités.

EIN : Quels sont les principaux avantages des unités conteneurisées ?L.D. : il s’agit d’unités standard, l’étude est faite une fois pour toutes, même s’il faut affiner les choses pour chaque cas. Cette standardisation abaisse les coûts de fabrication. L’unité est préassemblée en atelier ce qui réduit les aléas de montage ; les armoires électriques sont testées ce qui réduit les aléas de mise en service. Cela évite d’envoyer sur place des techniciens spécialisés. Sur place, les travaux locaux sont réduits par rapport à une unité classique (une dalle béton et les arrivées) et peuvent être effectués en parallèle à la réalisation de l’unité. Avec ce temps masqué, le délai global de réalisation est réduit.

EIN : Et pour les eaux résiduaires ?L.D. : L’an dernier nous avons développé des solu-tions. Nous ne proposons pas une station complète mais des étapes, notamment en sortie de bassin d’aération à la place d’un décanteur classique. On peut ne traiter qu’une partie du débit. Avec l’ultra-filtration on obtient une très bonne qualité d’eau rejetable directement au milieu (comme réalisé en Nouvelle Calédonie) ou utilisable pour de l’arrosage ou du nettoyage pour les régions en manque d’eau. Une telle unité s’installe facilement sur une step existante pour soulager un clarificateur, encaisser des variations de charge. Ces appareils utilisant des membranes sont les Ultragreen PS (400 à 2000 EH) et Ultrafor PS (1 900 à 6 700 EH), PS pour Package System et seront officiellement lancés pour Pollutec.

EIN : Et les coûts ?L.D. : Sur les petites stations, jusqu’à 10 000 EH ou inférieures à 500 m3/h en eau potable, le génie civil coûte cher en proportion. Si l’on fait une analyse économique globale, les solutions packagées sont moins chères et de toutes façons, elles seront beaucoup plus rapides à être opérationnelles. Ces unités gardent une valeur et sont déplaçables, même si l’on constate que du provisoire devient bien souvent du définitif ! Les municipalités ont moins d’argent aujourd’hui, les solutions packagées apportent une réelle réponse, c’est véritablement une tendance.VERSIO

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