Relever les défis mondiaux en matière de qualité de l'eau grâce aux progrès de la technologie de l'osmose inverse (RO)

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Dans le paysage mondial actuel en évolution rapide, la quête de la sécurité de l'eau transcende le simple accès, s'étendant au besoin impératif d'eau purifiée pour diverses applications. Les masses d’eau de surface, contaminées par les déchets domestiques et industriels, posent des défis sans précédent aux méthodes de traitement conventionnelles, conduisant à une dépendance croissante aux eaux souterraines. Cependant, le captage excessif des eaux souterraines, exacerbé par le changement climatique, a un impact considérable sur la qualité de l’eau.

Les normes strictes de l'Organisation mondiale de la santé (OMS) en matière de qualité de l'eau, combinées à la détérioration constante de la qualité de l'eau, soulignent la nécessité de méthodes de traitement avancées. Pour relever ces défis, un changement de paradigme vers des solutions innovantes, en particulier la technologie d'osmose inverse (RO), est en cours. La technologie RO est depuis longtemps une solution viable pour traiter l'eau présentant des niveaux de salinité élevés, ainsi que des contaminants spécifiques tels que le fluorure, la dureté, les bicarbonates et les métaux lourds selon des normes acceptables, bien que des idées fausses persistent concernant sa perception élevée. les coûts d’investissement et d’exploitation.

Comprendre le principe fondamental de l’osmose est crucial pour démystifier la technologie RO. Le processus consiste à forcer l'eau d'alimentation brute à haute teneur en solides dissous à travers une membrane contre le processus osmotique naturel, ce qui donne de l'eau purifiée. Atteindre un équilibre entre des taux de récupération élevés (rapport entre l’eau purifiée et l’eau d’alimentation) et le maintien d’une qualité d’eau purifiée acceptable est vital pour l’efficacité et la durabilité du système.

Les unités RO sont classées en fonction des niveaux de salinité de l'eau brute, allant de l'eau faiblement saumâtre à l'eau saumâtre élevée en passant par l'eau de mer, chacune nécessitant des types de membranes et des pressions de fonctionnement spécifiques, déterminant ensuite les besoins énergétiques et les coûts. Les coûts d'investissement et d'exploitation augmentent avec l'augmentation des niveaux de salinité, soulignant l'importance de sélectionner la bonne unité RO.

Un prétraitement efficace avant d’alimenter en eau l’unité RO est essentiel pour éviter d’endommager le cœur du système que sont les membranes. L'injection de produits chimiques anticalcaires dans l'eau d'alimentation de l'unité d'osmose inverse joue un rôle essentiel dans la prévention des dépôts de tartre, garantissant ainsi les performances optimales du système. Cependant, un nettoyage périodique des membranes peut être nécessaire pour restaurer les performances du système, en particulier après de longues périodes de fonctionnement entraînant des dépôts de tartre réduisant par conséquent la capacité de production de l'unité OI.

Dans les zones hors réseau, l'alimentation électrique des systèmes RO constitue un défi qui a conduit à une adoption accrue de sources d'énergie renouvelables, en particulier l'énergie solaire. Les progrès de la technologie solaire offrent des alternatives telles que les systèmes solaires connectés au réseau et les unités RO hors réseau sans batterie, pour minimiser les coûts énergétiques et remédier aux carences électriques. Cette alternative est également applicable pour compléter ou remplacer l’électricité du réseau, le cas échéant, à titre de mesure de réduction des coûts.

La dernière avancée, l'osmose inverse en circuit fermé (CCRO), fonctionne dans une configuration en boucle fermée, optimisant la récupération de l'eau, minimisant ainsi les déchets entre 10 et 20 %. Les unités RO traditionnelles peuvent gaspiller jusqu'à 70 % de l'eau alimentaire en fonction des niveaux de salinité. Bien que caractérisé par des coûts d'investissement plus élevés par rapport aux configurations RO traditionnelles, le CCRO améliore l'efficacité et la durabilité globales du système, ce qui entraîne des coûts opérationnels considérablement inférieurs à long terme.

À mesure que la demande d’eau purifiée s’intensifie, la démystification de la technologie OI devient essentielle dans la quête d’une gestion de l’eau. Une compréhension complète des différentes configurations d'OI, des classifications de qualité de l'eau brute, des besoins et alternatives énergétiques et des processus de prétraitement est essentielle pour gérer le lien eau-énergie à l'échelle mondiale, en particulier dans les pays en développement qui sont touchés de manière disproportionnée par les défis de l'insécurité hydrique.

 

Par Mohamed Omar, ingénieur commercial en traitement de l'eau, Davis & Shirtliff