L’objet de cette station est de pallier les manques d’eau inhérents à la sécheresse cumulée de ces dernières années. Elle a été spécialement conçue pour s’adapter à des qualités différentes d’eaux brutes (de surface ou souterraines).
Elle sera implantée pour l’été 1992 dans un syndicat intercommunal de notre Direction régionale d’Angers.
* SAUR.
** UTC de Compiègne.
[Photo : Pilote d’ultrafiltration. Conception Romicon utilisant un module industriel (12,5 m³).]
Notre approche vis-à-vis des techniques membranaires
Elle est essentiellement celle d’un utilisateur recherchant le meilleur outil, au meilleur prix, pour fournir une eau de la meilleure qualité possible. Pour ce faire, nous avons déjà testé plusieurs modèles de membranes avec différents types d’eaux, de façon à former notre propre expérience en la matière. Nous rapportons plus loin nos principales conclusions.
Notre programme se poursuit en vue de comparer les techniques de micro et ultra-filtration en les utilisant d’une part avec des eaux à troubles passagers, du type karstique (essais conduits en parallèle sur une même eau), et d’autre part sur des eaux chargées en matières organiques.
En outre, des essais de nanofiltration sont en cours pour déterminer les limites d’efficacité des membranes existantes ou en cours d’expérimentation vis-à-vis de l’élimination de la matière organique dissoute (essais conduits en collaboration avec le département de génie chimique de l’UTC de Compiègne).
D’autres essais sont également lancés pour tester le comportement des membranes dans le cas d’applications spécifiques (eaux résiduaires par exemple) ou pour définir par des tests rapides, effectués en laboratoire, la traitabilité des eaux par filtration membranaire.
Quelques conclusions provisoires sur l’utilisation des membranes dans le traitement de potabilisation des eaux
On peut d’ores et déjà, à la lumière de l’expérience et des résultats des essais pratiqués, émettre les observations suivantes concernant l’emploi des membranes dans le cas qui nous occupe :
• la filtration sur membrane (micro ou ultrafiltration) est bien adaptée au traitement des suspensions minérales des eaux à troubles périodiques du type karstique. La turbidité résiduelle de l’eau filtrée est très faible et régulière, quelle que soit la turbidité de l’eau brute ;
• la filtration sur membrane seule (micro ou ultra) n’est en revanche pas
suffisante pour produire une eau potable à partir d’une eau superficielle colorée et riche en matières organiques ;
« des essais de coagulation avant ultrafiltration sur membrane organique ont permis d’obtenir des résultats équivalents à ceux d’une filière classique (coagulation — floculation — décantation — filtration sur sable) pour ce qui concerne la réduction de l’oxydabilité et de la couleur. Les membranes apportent en plus une meilleure qualité d’eau au niveau de la turbidité, toujours très basse et régulière dans l’eau ultrafiltrée. Toutefois, le colmatage rapide des membranes nécessitant des lavages chimiques fréquents, une utilisation industrielle du procédé est difficilement envisageable. Avant microfiltration, la technique est plus prometteuse, mais elle reste à confirmer par des essais complémentaires ;
« dans le cadre d’un traitement d’une eau superficielle riche en matières organiques, les membranes doivent être considérées comme une étape du traitement global de potabilisation. Le carbone organique dissous non retenu doit être éliminé par des traitements complémentaires simultanés ou en série, selon le cas (coagulation, adsorption, oxydation), ou par recours à la nanofiltration sous réserve de validation technico-économique de ce procédé ;
« les débits de ces traitements spécifiques restent faibles et dépendent fortement des caractéristiques de l’eau.
Résumé de quelques campagnes d’essais d’ultrafiltration menées sur quatre sites en fonction de la nature de l’eau à traiter.
| Barneville-Carteret | La Guermonderie | Kerne Uhel | Manosque |
|---|
| Paramètres | 50 | 14 | 22 | 04 |
| Origine de l’eau | Souterraine infiltration dunaire | Rivière 5 km en aval d’une retenue | retenue | canal EDF |
| Filière de traitement | Chloration | Coagulation SA préozonation décantation filtration reminéralisation chloration | Coagulation décantation filtration sur sable postozonation reminéralisation filtration sur CAG chloration | Coagulation décantation filtration sur sable-anthracite postozonation chloration |
| Minéralisation de l’eau | moyenne | faible | faible | moyenne |
Résultats moyens obtenus sur les quatre sites par ultrafiltration seule sur membrane Romicon (seuils de coupure 50 000 Daltons) après optimisation des conditions de fonctionnement.
| Paramètres | Barneville-Carteret | La Guermonderie | Kerne Uhel | Manosque |
|---|
| | EB | EUF | EB | EUF | EB | EUF | EB | EUF |
| Turbidité (NTU) | 0,7 | < 0,3 | 4 | 4,8 | 0,26 | 20 à 100 | < 0,5 | < 0,3 |
| Couleur (mg Pt-Co/l) | < 5 | < 5 | 90 | 10 | 80 | 23 | < 5 | < 5 |
| Oxydabilité (mg O/l) | 2,9 | 2,6 | 8 | 3,6 | 10,1 | 7,4 | 1,7 | 1,2 |
| MES mg/l | — | — | — | — | — | — | 20 à 70 | 0 |
| Fer mg/l | 0 | 0 | 1,0 | 0,02 | 0,7 | 0,19 | 0,1 | 0,01 |
| Mn mg/l | 0,05 | 0,05 | 0,1 | 0,1 | 0,07 | 0,04 | 0 | 0 |
| NH₄⁺ mg/l | 0 | 0 | 0,3 | 0,18 | 0,12 | 0,12 | 0 | 0 |
| Précurseur de THM µg/l | 365 | 204 | 222 | 197 | 849 | 689 | 63 | 40 |
brute : de 30 à 100 l/h × m² pour l’ultrafiltration et de 300 à 700 l/h × m² pour la microfiltration. Les surfaces à mettre en jeu sont très importantes compte tenu des forts débits d’eau potable habituellement utilisés. La compacité des modules et des équipements permet néanmoins de conserver les installations de petite taille comparativement aux procédés conventionnels.
Conclusion
Convaincue de l’efficacité de la technique pour traiter les eaux à trouble minéral passager, de type karstique, la SAUR, qui poursuit ses recherches dans les applications des techniques membranaires à la production d’eau potable, réalise une installation de 20 m³/h (membranes d’ultrafiltration Romicon) pour le Syndicat de Maison-Rouge (département du Doubs, Direction Régionale de Chalon-sur-Saône).
« la diminution du seuil de coupure, de manière à retenir les substances de faible taille (ions, matière organique soluble, responsable de l’oxydabilité et de la couleur). C’est le domaine de la nanofiltration (faible seuil de coupure, pression de fonctionnement plus élevée) ;
« la combinaison de la filtration sur membrane avec d’autres traitements en simultané (coagulation, CAP), ou en série (CAG, oxydation), domaine que nous explorons à l’heure actuelle.
Dans ce deuxième cas, la combinaison des traitements installés et le type de membrane utilisée (micro, ultra, organique, minérale) vont dépendre au cas par cas de la qualité de l’eau brute.
Sans aucun a priori ni aucune contrainte concernant les techniques existantes ou en cours de développement (microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration), l’outil mis en place permet de déterminer la meilleure façon d’utiliser les membranes pour atteindre un objectif de qualité déterminé.
Nos efforts de recherche se poursuivent pour faire évoluer les possibilités de ces technologies de production d’eau potable, ainsi que dans d’autres domaines d’application, notamment les eaux résiduaires.
