L'encrassement par la silice dans les systèmes industriels représente un défi majeur, notamment dans les applications d'osmose inverse (OI). Prévenir l'encrassement par la silice nécessite de comprendre son comportement dans l'eau. Les opérateurs doivent également mettre en œuvre des stratégies efficaces.

La silice est le septième élément le plus abondant de l'univers et est commune dans la nature. On la trouve dans la plupart des roches sous forme de minéraux silicatés, dont le dioxyde de silicium (SiO2) est l'élément constitutif de base.

Cela signifie que la silice est presque toujours présente dans les eaux de source, les eaux de traitement et les eaux usées. Pour les unités industrielles, le contrôle des niveaux de silice dans les eaux de traitement est essentiel au bon fonctionnement des équipements et à leur durée de vie.

Sommaire :

• L'impact de l'encrassement par la silice sur les systèmes industriels
• Stratégies de prévention de l'encrassement par la silice dans les systèmes industriels
  • 1. Optimisation du prétraitement
  • 2. Électrocoagulation
  • 3. Ajustement du pH
  • 4. Utilisation d'antitartres
  • 5. Sélection et configuration de la membrane
  • 6. Surveillance et maintenance régulières
• Technologies avancées pour la prévention de l'encrassement par la silice
  • 1. Technologie Zeoturb
  • 2. Systèmes à flux transversaux élevés
  • 3. Modification de la surface membranaire
  • 4. Échange d'ion
  • 5. Méthodes de filtration avancées
  • 6. Intégration de technologies multiples
• Étude de cas : Prévention de l'encrassement par la silice dans une centrale électrique
• Stratégies pour prévenir l'encrassement par la silice
• Conclusion
• FAQ sur la prévention de l'encrassement par la silice dans les systèmes industriels
  • Comment prévenir l’entartrage de la silice ?
  • Comment réduire la silice dans l’eau ?
  • L'osmose inverse élimine-t-elle la silice ?
  • Comment réduire la silice dans ma chaudière ?

L'impact de l'encrassement par la silice sur les systèmes industriels

L'encrassement par la silice peut entraîner des problèmes majeurs pour les équipements industriels. Il entraîne une baisse d'efficacité, une augmentation de la maintenance et des pannes potentielles du système.

Voici pourquoi c’est une si grande préoccupation :

1. Formation d'écailles : La silice peut s'accumuler sur les surfaces, formant des dépôts d'eau appelés tartre. Ce tartre réduit le transfert de chaleur et limite le débit d'eau dans les canalisations.
2. Encrassement des membranes : Dans les systèmes d'osmose inverse, des particules de silice peuvent se coincer dans les pores de la membrane, bloquant ainsi le débit d'eau. Cet encrassement minéral réduit les performances du système et peut causer des dommages permanents.
3. Inefficacité énergétique : Avec l’accumulation de tartre, les équipements travaillent plus dur pour maintenir les mêmes performances, ce qui augmente la consommation d’énergie.
4. Durée de vie réduite de l’équipement : L'encrassement constant par la silice peut entraîner une usure prématurée des équipements industriels, entraînant des remplacements coûteux. Un traitement adéquat de l'eau brute est essentiel pour prolonger la durée de vie des équipements industriels.

Pour illustrer la gravité de la situation, de nombreuses régions du monde, notamment l'ouest des États-Unis, Hawaï, Porto Rico, le Mexique et l'Asie du Sud-Est, présentent des eaux contenant des concentrations de silice comprises entre 30 et 120 mg/L. À Mexico, par exemple, l'eau de traitement contient souvent entre 50 et 80 mg/L de silice. Un traitement efficace de l'eau est nécessaire pour atténuer les dommages causés par l'encrassement par la silice.

Stratégies de prévention de l'encrassement par la silice dans les systèmes industriels

Maintenant que nous connaissons les problèmes causés par l'encrassement par la silice, examinons quelques moyens de le prévenir. Les procédés de clarification de l'eau sont importants pour atténuer les risques d'encrassement par la silice.

1. Optimisation du prétraitement

L'une des étapes les plus importantes pour prévenir l'encrassement par la silice est l'optimisation des procédés de prétraitement, notamment l'adoucissement à la chaux.

L'adoucissement à la chaux élimine les ions de dureté qui peuvent réagir avec la silice et former du tartre. La coagulation permet d'éliminer les particules en suspension, dont certains types de silice. Cependant, l'adoucissement à la chaux est coûteux en raison de la production importante de boues.

GCAT (technologie d'activation catalytique Genesis) Il s'agit d'une nouvelle méthode de traitement innovante utilisant des billes catalytiques spécialisées. Ces billes uniques décomposent les particules de silice en modifiant leur forme et leur charge, ce qui contribue à prévenir l'encrassement des membranes d'osmose inverse par la silice colloïdale et réactive avant la formation de tartre.

2. Électrocoagulation

Lot spécialisé ou continu électrocoagulation est très efficace pour réduire la silice colloïdale et particulaire. Ces systèmes sont généralement utilisés avec les systèmes de post-clarification. Cette approche réduit le tartre de silice dans l'eau brute, optimisant ainsi l'entretien de la membrane d'osmose inverse.

Cette méthode est particulièrement utile pour les eaux dont la conductivité est supérieure à 1000 XNUMX mg/l de TDS. Elle peut s'intégrer à une stratégie globale de prétraitement des eaux brutes.

3. Ajustement du pH

La solubilité de la silice dépend du pH. Ajuster le pH du système, généralement à environ 8.5, peut modifier la charge des particules de silice.

Ce changement peut prévenir l'entartrage courant des membranes d'osmose inverse. Cet ajustement du pH est crucial, tant pour le traitement des eaux de process que pour celui des eaux de tour de refroidissement, afin de réduire les risques d'encrassement par la silice, en association avec un traitement approprié.

4. Utilisation d'antitartres

Des antitartres spécifiques peuvent contribuer à réduire la polymérisation de la silice, en dispersant ces molécules de la surface de la membrane. Plusieurs études ont montré que de faibles doses d'antitartres spécifiques, associées aux systèmes GCAT (Genesis Catalytic Activation Technology), permettent de gérer le tartre de silice, notamment dans les sources d'eau à faible teneur en solides dissous (TDS), améliorant ainsi significativement les taux de récupération de l'eau de perméat.

5. Sélection et configuration de la membrane

Le choix de la membrane et de la configuration du système appropriées influence grandement la prévention de l'encrassement de la silice. systèmes d'osmose inverse tels que ceux conçus par Genesis Water Technologies peuvent fonctionner efficacement à des niveaux de pH plus élevés.

Cela augmente la solubilité de la silice et réduit le risque d'encrassement. Ces systèmes font partie des solutions avancées de traitement des eaux d'alimentation des chaudières.

6. Surveillance et maintenance régulières

Un programme de surveillance rigoureux est essentiel pour prévenir l'encrassement par la silice. Il comprend des analyses régulières de l'eau pour vérifier les niveaux de silice et d'autres facteurs importants.

Cela implique également de surveiller les indicateurs de performance du système, tels que la perte de charge et le débit. La maintenance prédictive permet de résoudre les problèmes potentiels avant qu'ils ne s'aggravent.

Cette maintenance s'étend aux équipements tels que les toiles et les plaques de filtre-presse pour assurer une efficacité continue.

Technologies avancées pour la prévention de l'encrassement par la silice

Avec les progrès du traitement des eaux industrielles, de nouvelles technologies apparaissent pour lutter contre l'encrassement par la silice. Voici quelques méthodes avancées.

1. Technologie de traitement biologique Zeoturb Bio

Zeoturb est une technologie de clarification innovante utilisant un polymère marin bio-organique unique pour éliminer les matières en suspension et la turbidité. Cette méthode s'avère très efficace pour éliminer la silice colloïdale des cours d'eau. Il améliore le processus global de clarification de l’eau brute.

2. Systèmes à flux transversaux élevés

Les systèmes à flux transversal élevé créent un écoulement turbulent, ce qui empêche les particules de silice de se déposer et de former du tartre à la surface des membranes. Ces systèmes améliorent l'efficacité de la dépollution de la silice.

3. Modification de la surface membranaire

Les recherches sur les propriétés de surface des membranes et leur lien avec l'entartrage de la silice créent de nouvelles méthodes pour prévenir l'encrassement. Les scientifiques cherchent à créer des systèmes plus résistants à l'encrassement en modifiant les surfaces des membranes pour repousser les particules de silice.

4. Échange d'ion

L'échange d'ions est un procédé remarquable. Il est efficace pour éliminer des concentrations limitées de silice réactive.

Des résines spécialisées capturent la silice dissoute, l'empêchant ainsi de former du tartre. Ce procédé peut être utilisé en association avec d'autres méthodes pour un contrôle complet de la silice.

5. Méthodes de filtration avancées

Outre les méthodes traditionnelles, des techniques de filtration avancées sont utilisées, telles que le média de filtration Natzeo, par exemple pour la silice particulaire. Ces méthodes éliminent les particules les plus grosses et réduisent la charge des processus en aval. La filtration au charbon actif permet d'éliminer les composés organiques responsables de l'encrassement. Des solutions comme la filtration à cartouche permettent d'affiner l'eau en éliminant les particules fines.

6. Intégration de technologies multiples

La combinaison de différentes technologies offre souvent la meilleure protection contre l'encrassement par la silice. Un système peut utiliser l'électrocoagulation, la clarification bio-organique et une technologie avancée de traitement catalytique.

Il est important de se rappeler que chaque technologie prise séparément peut ne pas être aussi efficace.

Ce procédé de traitement est suivi d'une filtration membranaire avec dosage d'antitartre. Cette approche intégrée traite diverses formes de silice et de contaminants, composants courants des conceptions d'ingénierie des procédés.

Étude de cas : Prévention de l'encrassement par la silice dans une centrale électrique

Pour montrer à quel point ces stratégies fonctionnent bien, examinons un exemple réel :

Une centrale électrique de l'ouest des États-Unis était confrontée à un encrassement de silice dans son eau de refroidissement. La source d'eau de la centrale présentait des niveaux de silice de 85 mg/L, provoquant un entartrage fréquent et une baisse d'efficacité.

L'usine a utilisé une stratégie complète de prévention de l'encrassement par la silice :

1. Ils ont mis en place un système de prétraitement GCAT pour décomposer les particules de silice.
2. Un ajustement du pH a été utilisé pour maintenir les niveaux autour de 8.3.
3. Un programme spécifique antitartre a été lancé.
4. Un suivi et une maintenance réguliers ont été mis en place.

Résultats:

• Les niveaux de silice dans l’eau de la tour de refroidissement ont été maintenus en dessous de 150 mg/L, même avec des cycles de concentration plus élevés.
• Les incidents de mise à l’échelle ont diminué de 75 % sur 12 mois.
• L’usine a augmenté l’efficacité de l’eau de 15 % grâce à des cycles de concentration plus élevés.
• Les coûts annuels de maintenance liés à l’encrassement de la silice ont diminué de 60 %.

Ce cas démontre qu'avec une combinaison judicieuse de technologies et de stratégies, il est possible de gérer l'encrassement par la silice, même dans des conditions d'eau difficiles. Cette approche peut également être adaptée aux réseaux municipaux d'eau potable.

Stratégies pour prévenir l'encrassement par la silice

Conclusion

Prévenir l'encrassement par la silice dans les systèmes industriels est complexe, mais essentiel pour maintenir les opérations et prolonger la durée de vie des équipements. En comprenant la silice dans l'eau et en utilisant une approche variée incluant le prétraitement, les traitements chimiques et les technologies avancées, les industries peuvent gérer les niveaux de silice et prévenir l'encrassement. Cette stratégie doit inclure la clarification de l'eau brute pour gérer les différentes formes de silice.

La réussite repose sur le choix de stratégies adaptées à la chimie de l'eau et aux besoins spécifiques du système. Une surveillance et une maintenance régulières, ainsi que l'utilisation de nouvelles technologies, permettront de préserver les systèmes industriels de l'encrassement par la silice. Les solutions de traitement des eaux de process doivent être mises à jour pour intégrer les dernières avancées.

Face à la pénurie croissante d'eau, la prévention de l'encrassement par la silice est essentielle à la conservation de l'eau et à la durabilité des opérations industrielles. Elle contribuera à maintenir une efficacité optimale de vos opérations.

Les bénéfices sont substantiels : une meilleure récupération du perméat, une consommation d’énergie plus faible, une durée de vie de la membrane plus longue et moins d’arrêts imprévus, autant d’éléments qui se traduisent directement par des économies d’exploitation mesurables et une empreinte hydrique plus verte. 

Prêt pour la prochaine étape ? Genesis Water Technologies aide les fabricants, les centrales électriques, les industries de transformation et les services publics du monde entier à concevoir et à moderniser des systèmes qui maintiennent les niveaux de silice sous contrôle, même dans les eaux de source les plus difficiles.

Contactez notre équipe de spécialistes du traitement de l'eau dès aujourd'hui au +1 877 267 3699 ou envoyez-nous un e-mail à customersupport@genesiswatertech.com pour discuter d’une stratégie personnalisée qui protégera vos actifs de traitement de l’eau, maximisera le temps de disponibilité et protégera votre exploitation contre le durcissement des réglementations sur la qualité de l’eau.

FAQ sur la prévention de l'encrassement par la silice dans les systèmes industriels

Comment prévenir l’entartrage de la silice ?

Pour prévenir l'entartrage de la silice, combinez des méthodes de prétraitement comme l'adoucissement et la coagulation. Appliquez également un ajustement du pH, des antitartres et des technologies comme le GCAT.

Une surveillance et un entretien réguliers sont essentiels. Il s'agit d'une stratégie globale de traitement de l'eau.

Comment réduire la silice dans l’eau ?

La silice peut être réduite dans l'eau par différentes méthodes, notamment l'échange d'ions pour la silice réactive et la filtration membranaire pour la silice colloïdale.

Des traitements spéciaux comme l'électrocoagulation ou la technologie GCAT sont également utiles. L'utilisation de systèmes d'échange d'ions spécialisés peut être utilisée dans certains cas pour éliminer la silice.

L'osmose inverse élimine-t-elle la silice ?

Oui, l'osmose inverse (OI) peut éliminer la silice réactive et colloïdale. Cependant, des concentrations élevées de silice peuvent provoquer l'encrassement de la membrane.

Un prétraitement et une conception du système performants sont donc essentiels pour une élimination durable de la silice. Les systèmes d'osmose inverse à haut rendement offrent des performances améliorées.

Comment réduire la silice dans ma chaudière ?

Pour réduire la silice dans les chaudières, il est nécessaire d'appliquer un plan de traitement de l'eau rigoureux. Prévoyez un prétraitement pour éliminer la silice de l'eau d'alimentation et utilisez des traitements chimiques adaptés.

Assurez également une purge régulière pour éviter l'accumulation de silice. La surveillance et le maintien d'un pH adéquat sont essentiels pour le traitement de l'eau d'alimentation des chaudières.