Focus Energie & Environnement - Environtech Services Ltd. (Hong Kong) lance un nouveau procédé de traitement des effluents industriels liquides, associant désalinisation et séparation huile/eau. (02/03/2016)

La filiale de l’entreprise américaine Environtech Services Ltd. a annoncé le 11 novembre 2015 le lancement de son nouveau procédé de traitement des effluents industriels. Ce nouveau process « clé en main » présente l’originalité de concilier la désalinisation et la séparation huile/eau [1].

Article publié le 02/03/2016

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Destiné en premier lieu aux secteurs de l’exploitation du pétrole et du gaz, ce nouveau procédé devrait permettre de traiter ces effluents industriels à un prix compétitif et avec un impact environnemental réduit. En effet, la facturation hydraulique, qui est un procédé largement répandu pour l’extraction du pétrole et du gaz requiert d’énormes quantités d’eau qui sont injectées à très forte pression dans les puits. L’eau utilisée, qui est préalablement enrichie en additifs chimiques, se pollue alors très fortement en gaz, huile, sel, métaux ou matière dissoute lors de son passage dans le puits ; ce qui est potentiellement très dangereux pour l’environnement si elle n‘est pas traitée correctement.

Le multiples possibilité offertes par ce nouveau procédé devrait lui permettre de s’étendre très rapidement à d’autres secteurs de l’industrie qui rencontrent les même problématiques, comme par exemple les secteurs de l’alimentation, de l’automobile et d’autres industries lourdes.

Il existe de nombreuses approches différentes disponibles sur le marché pour séparer l’huile de l’eau, cependant, aucune de ces méthodes ne peut rivaliser avec la technologie brevetée par EnvironTech Services Ltd. Les avantages conséquents de cette technologies sont le résultats d’un travail poussé afin de combiner une faible consommation énergétique et une bonne qualité de l’eau en sortie, le tout dans un environnement compact et mobile, explique M. Hao Michel Chhoa, Directeur Général de Envriontech services Ltd.

Les ingénieur de la société cherchent aujourd’hui à améliorer le procédé afin que l’eau traitée puisse être rendue directement potable pour la population et donc constituer une nouvelle ressource pour les territoire isolés ou touchés de façon récurrente par de très fortes sécheresses.

Aspects techniques :

Lorsque de l’huile est mélangé à de l’eau, à cause de la non-miscibilité des deux fluides, il se forme de petites gouttelettes. La solution formée s’appelle alors une émulsion (directe dans le cas de l’huile dispersée dans l’eau) généralement non stable si elle n’est pas complétée d’un composé tensioactif (émulsifiant).

La séparation de ces deux liquides est généralement complexe et assez énergivore mais cependant indispensable car le rejet direct dans l’environnement d’une solution non traitée peut entraîner des dommages importants. C’est pourquoi, de nombreuses recherches sont menées depuis plusieurs décennies des moyens innovant pour réaliser cette étape à moindre coût.

Le procédé développé par Environtech Services Ltd. permet une séparation continue des deux liquides en faisant passé l’eau polluée à travers un procédé unique et breveté. Grâce à l’association de technique de filtration, de nano-adsorption, d’électrodialyse et de l’addition d’un surfactant, la concentration d’huile dans l’eau peut être rapportée à des valeurs extrêmement faibles, environ 1 ppm (partie par million) dans l’eau douce et 2 ppm dans l’eau de mer qui pourra être par la suite déssalée. Il faut noter que la grande majorité des séparateurs actuellement sur le marché ont une performance leur permettant de descendre péniblement sous le seuil de 100 ppm d’huile dans l’eau de sortie [2].

Pour atteindre ces résultats largement supérieurs à ceux des séparateurs actuellement disponibles, le « Desalination and Oil & Water Separation System » combine trois étapes clefs :

1) Une filtration coalescente

Le filtre coalesceur est constitué de supports flottants (généralement en polypropylène et PVC qui ont tout deux des propriétés oléophiles, c’est à dire qu’ils ont une forte affinité́ pour les huiles) sur lesquels les particules d’huile qui ont une taille supérieure à la moyenne des pores du média vont coalescer : les fines gouttelettes d’hydrocarbure créées par les turbulences de l’effluent vont s’agglutiner pour former des goutelettes plus volumineuses qui vont bénéficier de la sorte d’une vitesse ascensionnelle plus élevée. Un bon filtre utilise un média en microfibres de verre avec un diamètre moyen de 0,5 micron.

2) Une nano-adsorption

La nano-adsorption est l’une des techniques les plus prometteuses pour la décontamination des eaux polluées. Tirée des recherche effectuées sur le charbon actif, les scientifiques cherchent de plus en plus à développer de nouveaux adsorbants recyclables, plus stables, plus efficaces et plus sélectifs. Les matériaux inorganiques et plus spécifiquement les nano-matériaux inorganiques (généralement à base d’oxyde) semblent être de bons candidats. Cette étape de nano-adsorpion permettrait donc de retirer sélectivement les composés toxiques comme les HAP (Hydrocarbure aromatique polycyclique), les métaux lourds ou les colorants. De nombreuses recherches réalisées au cours de cette dernière année, à travers le monde, indiquent que cinétique de suppression et que les volumes traités sont largement plus conséquents lorsque l’adsorption est réalisée avec des nano-matériaux plutôt qu’avec des adsorbants conventionnels [3].

3) Une électrodialyse

Après avoir retiré l’huile et les composés dangereux par filtration coalescente et nano- adsorption, l’électrodialyse va permettre de séparer l’eau des matières dissoutes totales (MDT). Les MDT sont les sels inorganiques et les petites quantités de matières organiques qui sont dissouts dans l’eau. Leurs principaux constituants sont habituellement les cations calcium, magnésium, sodium et potassium et les anions carbonate, bicarbonate, chlorure, sulfate. Ce sont donc des espèces chargées qui peuvent être éliminées grâce à un courant électrique. Environtech Services Ltd. a décidé de se trouver vers l’électrodialyse car c’est un procédé répondant le mieux aux caractéristiques d’une station de traitement mobile. Ce procédé utilise 25 % moins d’espace que l’osmose inverse (OI) et consommes 60 à 70 % moins d’énergie. Les débits capables d’être traités par un tel système sont de l’ordre de 30 L.h-1 à 5 000 L.h-1 avec comme performance une réduction des MDT de 35 000 ppm (concentration moyenne en sel de l’eau de mer) à moins de 400 ppm. Il faut noter qu’à l’heure actuelle le procédé le plus commun pour la désalinisation de l’eau de mer reste l’osmose inverse, qui consiste à forcer l’eau à traverser une membrane dense sans porosité grâce à l’application d’une pression élevée (de l’ordre de 70 bars). Ce procédé nécessite généralement une grande surface membranaire et est assez énergivore mais est adaptée à la production de grands volumes d’eau douce et ne produit pas de résidus encombrant comme c’est le cas avec l’électrodialyse [4] de l’eau salée [5].

Conclusion :

Les procédés de séparation de l’huile dans l’eau intéressent de nombreux secteurs industriels, notamment ceux de l’exploitation minier, du gaz et du pétrole, car ils leur permettent de traiter leurs effluents industriels à moindre coût, tout en se conformant aux réglementations environnementales en vigueur.

Le produit développé par Environtech Services Ltd. (Hong Kong) semble bien adapté aux problématiques environnementales que rencontre actuellement la Chine. Après avoir intégrée en 2012 le programme d’incubation de la Hong Kong Science and Technology Parks Corporation, la société a développé, avec le soutien de nombreux industriels de Hong Kong et de Chine continentale, une technologie innovante, qui devrait lui ouvrir dans les prochaines de vastes possibilités commerciales en Asie. Pour cela, le technologie développée par Environtech Services Ltd (Hong Kong). devra faire ses preuves en condition réelle d’exploitation et prendre rapidement des parts de marché car d’autres technologies prometteuses sont actuellement en cours de développement. En 2014 par exemple, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology ont mis au point une membrane capable de filtrer l’eau et l’huile, permettant ainsi de séparer des émulsions sans avoir recours aux produits chimiques polluants habituellement utilisés [5].

Source :

[1]http://www.hkstp.org/en-US/News-Media-Events/Science-Park-Company-News/2015/Environtech-Services-Launches-Revolutionary-Desali.aspx
[2] http://www.infrastructures.com/1012/catchoil.htm
[3] http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167732215000057
[4] http://eduterre.ens-lyon.fr/ressources/scenario1/planetebleue/techniques_desalinisation
[6]http://www.consulfrance-hongkong.org/Focus-no1-Une-nouvelle-politique#dessalement-eau-mer-11
[6]http://www.industrie-techno.com/le-mit-a-cree-une-membrane-pour-separer-l-huile-de-l-eau.30946

Rédacteur :

Justin MONIER, Chargé de mission scientifique - Hong Kong

publié le 02/03/2016

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