La cosmétique, la pharmacie, l’alimentaire, sont des secteurs où les besoins en eau indemne de toute bactérie et virus pathogène sont importants. Afin de se prémunir de tout risque de contamination, les industriels prennent l’habitude de désinfecter l’eau à l’atelier. Dans ces applications, les techniques à l’ozone et les ultraviolets occupent une place de choix. « Il est courant, explique Françoise Petitpain, ingénieur application chez Degrémont, de proposer un réacteur ultraviolet sur le circuit de recirculation d’eau des tanks de conditionnement dans les usines d’embouteillage ». Il s’agit dans ce cas de préserver la qualité de l’eau stockée quand une partie des chaînes de conditionnement est à l’arrêt.
Dans ce cadre les ultraviolets (UV) sont intéressants. Leur efficacité germicide et virucide n’est plus à démontrer. Les UV s’attaquent à la paroi de la cellule des micro-organismes, qui sont ainsi détruits. Ce procédé agit sans former de résidu ni de produits secondaires toxiques, tout en évitant l’ajout de produits chimiques. Ces caractéristiques font des UV une technologie de choix pour traiter les eaux de lavage des matières premières, préparer les solutions de pelage, ou
[Photo : L’ozone oxyde partiellement ou totalement les matières dissoutes, tout en favorisant leur précipitation. Le gaz déstabilise la matière colloïdale et désinfecte.]
[Photo : Les matériels UV pourraient être utilisés pour désinfecter l’eau de rinçage des processus de fabrication des nouveaux aliments.]
Préparer les aliments de 4ᵉ et 5ᵉ gamme qui sont crus ou précuits.
Les matériels UV pourraient par exemple être utilisés pendant la fabrication de ces nouveaux aliments. « La flore microbienne rencontrée correspond à des micro-organismes d’altération tels que Pseudomonas, des bactéries lactiques, des levures », précise-t-on chez Actini-Aqua. Or, aujourd’hui, le rinçage et la désinfection des végétaux livrés en l’état par le producteur sont encore effectués avec une solution de chlore. L’usage de ces produits est de plus en plus réglementé et les ultraviolets représentent une technologie d’avenir.
Pour prendre la place qui doit lui revenir, la désinfection UV doit prouver qu’elle est mature. Les constructeurs s’acharnent à démontrer la sécurité de leurs équipements et font preuve d’ingéniosité dans leurs développements. Ainsi, Saur et Stereau viennent de mettre au point une nouvelle géométrie de réacteur. Les lampes sont positionnées verticales et parallèles au flux hydraulique. Cette approche a également été retenue par Messer qui présentait à Pollutec 97 un réacteur à circulation parallèle aux lampes. Les lampes à spectre d’émission utilisées dans cet appareil étaient aplaties de façon à mieux distribuer l’énergie.
Pour certaines applications : flux trop important, présence de molécules dures, les UV ne suffisent pas. Il faut utiliser l’ozone.
L’ozone aussi
Aujourd’hui, l’ozone est surtout utilisé en traitement tertiaire pour casser les molécules dures. Pour Monsieur Jacquard, responsable du service industrie chez Degrémont : « Ceci représente 95 % des applications. » Pour les quelques pour-cent restants, il s’agit d’améliorer la qualité de l’eau en la désinfectant. Procter & Gamble, par exemple, ozonise l’eau du réseau pour la débarrasser de tous les micro-organismes indésirables, avant de l’utiliser dans la fabrication de cosmétiques.
[Encart : Eau ultrapure : multiplier les étapes de traitement
La fabrication d’eau ultrapure est aussi un des domaines privilégiés de l’ozone et des UV. La multiplication des barrières, mises en complément d’une étape d’osmose inverse, permet de produire une eau parfaitement adaptée à la fabrication des composants électroniques de la dernière génération.
Le traitement multibarrière joue sur la complémentarité. L’ozone tue les micro-organismes et traite les minéraux. Les UV pour leur part suppriment l’ozone en excès.
Chez Thomson Electronics, le nombre des barrières a été augmenté pour obtenir une eau de qualité irréprochable. Elle sert à fabriquer des tranches de silicium de 8 ". Degrémont, qui a fourni l’installation, a mis en place une succession de barrières. Ainsi, le traitement débute par une oxydation UV, suivi par une filtration par osmose inverse. Un équipement d’ozonation puis, de nouveau, une exposition aux UV en sortie de l’ozoneur. L’eau est ensuite filtrée puis de nouveau soumise aux UV. « Plus on veut de l’eau ultrapure, plus il faut multiplier les barrières », explique M. Jacquard.]
Pour M. Jacquard : « Plus puissant que les UV, l’ozone permet de traiter un plus grand volume d’eau. » Aussi le procédé intéresse de très près les élevages gourmands d’une eau de qualité irréprochable que sont la conchyliculture et la pisciculture.
La conchyliculture s’intéresse déjà à l’ozone. En Tunisie, en France, des équipements tournent sur des unités d’affinage. Ils désinfectent l’eau à l’entrée des bassins et traitent les rejets. Du côté piscicole, Degrémont et Ozonia équipent un des plus gros pisciculteurs italiens d’une installation à l’ozone. Le pilote, monté en canal, est capable de produire 5 kg/h d’ozone. Il devrait traiter, à l’essai, l’eau d’un bassin d’élevage de truites. Les premiers essais piscicoles d’Ozonia ont été menés en Suisse dans le canton de Zurich voici déjà quelques années. Les résultats présentés à Lille par Bruce Stanley, au cours du 12ᵉ Congrès international de l’Ozone, ont montré l’intérêt de ce choix pour traiter des eaux naturelles dont la qualité varie dans le temps.
« L’ozone oxyde partiellement ou totalement les matières dissoutes, tout en favorisant leur précipitation. Ce gaz agit sur les microfloculations de matière organique, il déstabilise la matière colloïdale et désinfecte. » Suivi par un filtre de charbon actif pour supprimer l’ozone résiduel, ce traitement apporte une solution aux problèmes des eaux piscicoles.
Si aujourd’hui les traitements à l’ozone se tournent vers la désinfection des eaux indus-
[Photo : Un procédé d'ozonation fourni par Degrémont équipe la station d'épuration des eaux résiduaires industrielles et urbaines du Pays d'Olmes. Il permet la récupération du ciel gazeux.]
Industrielles, il ne faut pas oublier que les premières applications du gaz en oxydation moléculaire pour traiter la DCO furent en papeterie et pour la couleur dans l'industrie textile.
Utiliser le pouvoir oxydant
On s'en souvient, c'était il y a tout juste cinq ans, Ozonia annonçait la mise en service au Prato près de Florence d'une installation de traitement des tensio-actifs et des couleurs à base d'ozone. L'équipement est de taille puisqu'il traite, à raison de 30 g/m³ d'ozone, 5 000 m³/h d'effluent.
Quelques mois plus tard, Trailigaz testait un procédé à l'ozone de décoloration des effluents de l'industrie textile sur le site de Troyes dans l'Aube. Depuis, d'autres constructeurs sont en lice, comme Wedeco présent sur le site belge des Jeans Levis. La technologie mise en place permet à Jeans Levis de recycler 75 % de son eau.
Aujourd'hui la technologie poursuit son chemin. Le site de Labastide-Rouairoux (Tarn) de la société De Cathalo s'est équipé d'un procédé biologique associé à une étape d'ozonation pour réduire la pollution carbonée et la coloration des effluents. Fournie par Degrémont, la filière installée se compose d'une ligne eau et d'une ligne boue. L'ozoneur est placé en affinage, juste avant le canal de comptage de sortie.
L'ozone est produit à partir de l'air. Le procédé fait intervenir un compresseur, un sécheur et un ozoneur dimensionné pour fournir un débit de 3 kg/h. Un destructeur thermique d'ozone est placé en sortie de tour. Cet équipement traite un débit moyen de 1 350 m³/jour.
Toujours pour traiter la DCO résiduelle et la couleur, la station d'assainissement des eaux résiduaires industrielles (85 %) et urbaines (15 %) du Pays d'Olmes (Ariège) a adopté l'ozone. La ligne d'eau a été conçue en couplant les deux étapes de l'épuration biologique et de l'ozonation. Afin de respecter les dernières normes de rejet : 125 mg/l pour la DCO et 100 mg/l de platine cobalt pour la couleur, cette station conçue par Degrémont fait appel à des solutions pertinentes : l'aération des bassins de boues activées par oxygène pur, la filtration puis l'ozonation des effluents avant rejet, le séchage thermique des boues. L'étude spécifique de la ligne eau a été réalisée en couplant les deux étapes que sont l'épuration biologique et l'ozonation finale. En effet, il devient économique de pouvoir réutiliser intégralement l'oxygène pur nécessaire à l'ozonation au lieu de le rejeter à l'atmosphère.
Le ciel gazeux de la tour d'ozone, chargé en oxygène, est donc aspiré puis réinjecté dans les bassins d'aération. Cet équipement est mis en route depuis l'été. Sa capacité de traitement est de 25 000 m³/jour et 13 500 kg/h de DCO.
