Purification de l'eau
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Cet article concerne le traitement de l'eau industrielle. Pour le traitement de l'eau potable, voirProduction d'eau potable.
Lapurification de l'eauregroupe l'ensemble des techniques et méthodes permettant d'obtenir de l'« eau de procédé » à partir d'eau potable.Beaucoup d'industries utilisent de l'eau douce pour leursprocédésde production. L'eau de procédé peut avoir différents noms – et différentes caractéristiques – selon l'industrie et l'application, par exemple: «eau purifiée» et « eau pour préparations injectables » (EPPI) dans l'industrie pharmaceutique;« eau ultrapure » ou « eau 18MΩ» enmicroélectronique.La production de cette eau requiert l'utilisation de chaînes de traitement qui peuvent être plus ou moins complexes.
Exemples de procédés industriels utilisant de l'eau purifiée[modifier|modifier le code]
Traitement de surface et galvanoplastie[modifier|modifier le code]
Industrie pharmaceutique[modifier|modifier le code]
Eau purifiée[modifier|modifier le code]
L'eau purifiée est une eau destinée à la préparation demédicamentsautres que ceux qui doivent être stériles et exempts depyrogènes,sauf exception justifiée et autorisée. La qualité d'une eau purifiée est fonction de saconductivité électrique.Ainsi, en fonction de lapharmacopéeen vigueur dans le pays où l'on se trouve, on pourrait qualifier une eau de « purifiée ». Par exemple, selon la pharmacopée américaine, la conductivité d'une eau purifiée vaut au plus 1,3µS/cmà25°C[réf. nécessaire].
Eau pour préparations injectables (EPPI)[modifier|modifier le code]
L'eau PPI est employée dans les préparations injectables comme lesvaccins.Elle est donc stérile et exempte depyrogènes. L'EPPI est uneeau distillée[1],stérile et àpHneutre.
Protection anti-incendie du matériel électronique[modifier|modifier le code]
Eau ultrapure[modifier|modifier le code]
L'eau ultrapure ne doit pas êtreélectriquement conductrice,afin qu'elle n'endommage pas lescomposants électroniques.Une de ses applications est l'extinction des incendies dans lescentres de traitement des données.Il en existe en fait différentes catégories, les spécifications devenant de plus en plus strictes. Pour donner un ordre de grandeur, la conductivité de l'eau ultrapure est d'environ 0,054µS/cmà25°C,équivalente à unerésistivitéde 18,3MΩ cm[2].
Alimentation de chaudières à vapeur[modifier|modifier le code]
La production d'une vapeur industrielle requiert une alimentation en eau adoucie pour éviter l'entartrage de la chaudière.
Détermination de la qualité d'eau nécessaire pour un procédé[modifier|modifier le code]
Laqualité de l'eaunécessaire dépend évidemment de l'usage. Il s'agit souvent d'un problème difficile, car le praticien se trouve souvent confronté à des utilisateurs de l'eau qui réclament « la meilleure qualité possible » ou encore l'eau « comme elle a toujours été », sans préciser leurs demandes. il est essentiel de mettre en question les affirmations des utilisateurs de l'eau sur la qualité qu'ils réclament, et aussi de refuser les spécifications impossibles ou impossibles à mesurer.
Si le but du traitement de l'eau est la protection d'équipements, la qualité de l'eau sera spécifiée par le fabricant du matériel à protéger, c'est le cas le plus simple. Si la purification de l'eau est nécessaire pour assurer la qualité du produit fini, comme c'est souvent le cas dans l'industrie chimique et l'agroalimentaire, alors la qualité de l'eau est à définir par les concepteurs du procédé et les responsables qualité. Il n'y a pas de recette simple pour déterminer la qualité de l'eau à fournir.
Pour les eaux de rinçage, en règle générale des essais sont nécessaires. Par exemple:
- eau delave-vaisselleménager: eau adoucie;
- eau de rinçage en fin de tunnel de lavage de voiture: eauosmosée,maximum 40ppmdesalinitétotale;
- eau de nettoyage deswafersen microélectronique: eau derésistivité18MΩ cm;
- eaux de rinçage de pièces entraitement de surface:cela peut être de l'eau osmosée ou de l'eau non traitée, selon la pièce et le procédé employé. Il n'y a pas de règle générale.
Certaines industries ont desnormes,ce qui simplifie bien sûr le choix de la qualité d'eau à produire. C'est notamment le cas de la microélectronique et de l'industrie pharmaceutique.
Définition de la qualité de l'eau nécessaire[modifier|modifier le code]
En pratique, on peut procéder par étapes comme suit pour définir la qualité d'eau nécessaire:
- est-ce que le but du traitement est de protéger un appareil ou machine? Si oui, se référer auxspécificationsdu fournisseur;
- est-ce qu'il existe une norme pour l'industrie considérée? Parmi les branches pour lesquelles il existe des normes, il faut citer la microélectronique et la pharmaceutique;
- est-ce que l'eau doit être employée pour un procédé de lavage? Si oui, des essais sont recommandés;
- est-ce que l'eau fera partie duproduit fini?Dans ce cas, les concepteurs de procédé du produit, et les responsables de la qualité doivent définir les spécifications de l'ingrédient « eau ».
Conception de la chaîne de traitement[modifier|modifier le code]
Un procédé de traitement de l'eau comprendra généralement un prétraitement, puis un procédé de traitement (ou purification) principal, et enfin une finition.
En pratique, la chronologie de la conception sera:
- prétraitement;
- traitement principal;
- finition.
Les listes ci-dessous permettent d'effectuer un premier choix des procédés à employer.
Procédés de prétraitement[modifier|modifier le code]
- Filtre à sable: enlever les particules de taille importante, comme première étape defiltration
- Charbon actif:élimination duchloreet descomposés organiques
- Adoucisseur:enlever lesionsdivalents, prévenir le tartre, tant dans les conduites que dans lesosmoseurs
- Injection d'acide ou de base: réglage dupH
- Injection demétabisulfite de sodium:élimination du chlore - procédé souvent employé avant un osmoseur
- Filtre à cartouche: élimination departicules en suspension
- Ultrafiltration:élimination de certaines substances organiques et desilicecolloïdale
- Chlore: précipitation du fer,désinfection
- Membrane de dégazage: éliminer les gaz (CO2,O2)
Choix du procédé principal[modifier|modifier le code]
- Osmose inverse:élimine particules,bactéries,pyrogènes, composés organiques, ions
- Nanofiltration:élimine particules, bactéries, ions divalents, réduit la concentration d'ions monovalents
- Échange d'ions:élimine ions, silice activée, CO2
- UV: inactive les bactéries et élimine l'ozone.
- Ozone:actionvirucide[3],élimine bactéries, précipite le fer
- Distillation:élimine pyrogènes etcontaminants
- Purification biosolaire parmicroalgues.Après installation d'un pilote (50m3/j) en Espagne[4],enArabie saouditepour les eaux d'une ferme laitière industrielle, cette technique est testée en France en 2016 par la station d'épuration des eaux usées deMeyrargues(Bouches-du-Rhône) pour une capacité de près de 4 000 EH et 20m3/j[5],avec unbilan carbonepositif,ce qui est un cas unique selon Laurent Sohier[réf. nécessaire]et pourrait aussi être testé sur deslixiviatsde décharge.
Procédés de finition[modifier|modifier le code]
- Échangeur d'ions à lit mélangé: diminue les solides dissous, silice et CO2résiduels
- Microfiltration:élimine particules et bactéries
- Ultrafiltration:élimination de bactéries, pyrogènes, particules,colloïdes,certains composés organiques
- Électrodéionisation: diminue les solides dissous, silice et CO2résiduels
Notes et références[modifier|modifier le code]
- Académie nationale de Pharmacien Dictionnaire, Eau, Dernière modification de cette page le 15 janvier 2016
- Eau ultra-pure,Lenntech.
- L. Coin, C. Hannoun et C. Gomela,« Inactivation par l'ozone du virus de la poliomyélite présent dans les eaux »,La Presse médicale,72 (37),pp.2153-2156.
- ProjetLife Biosol Water Recycling.
- Dans le cadre du programmeEnvironmental technology verification(ETV), ici porté par lastartupHelio Pur Technologie, cf.Purification bio-solaire: un nouveau pilote pour Helio Pur Technologie,sur Environnement-magazine.fr, 25 mai 2016.
Voir aussi[modifier|modifier le code]
Bibliographie[modifier|modifier le code]
- « Campagne nationale d'occurrence des résidus de médicaments dans les eaux destinées à la consommation humaine - Ressources en eaux brutes et eaux traitées »[PDF],rapportAnses,.
