Mémoire Online: Prétraitement des eaux brutes par osmose inverse pour l’alimentation des échangeurs d’ions

Sommaire: Prétraitement des eaux brutes par osmose inverse pour l’alimentation des échangeurs d’ions

Dédicace
Remerciement
RESUME
Liste des figures
Liste des tableaux
BIBLIOGRAPHIE
CHAPITRE 0 : INTRODUCTION GENERALE
0.1. Introduction
0.2. Méthodologie et démarche suivie
0.3. Présentation de l’OCP
CHAPITRE 1 : APERÇU SUR LA TECHNIQUE DE TRAITEMENT DES EAUX DOUCES
1.1. Arrivée d’eau brute
1.2. Filtration
1.2.1.    Filtration bicouche.
1.2.2.    Filtre à charbon actif
1.3. Déminéralisation
1.3.1.    Echangeur cationique
1.3.2.    Dégazeur atmosphérique
1.3.3.    Echangeur anionique
CHAPITRE 2 : TECHNIQUE D’OSMOSE INVERSE
2.1. Principe
2.2. Les modules spiraux
2.3. Etapes de fonctionnement d’un osmoseur
2.4. Installation d’osmose inverse
CHAPITRE 3 : ANALYSE DES EAUX
3.1. Besoins en eau
3.1.1.    Besoins en eau brute
3.1.2.    Besoins en eau filtrée, eau potable, et eau désiliciée à Maroc Phosphore 3 et 4
3.2. Caractéristiques des eaux
3.2.1.    Eau brute
3.2.2.    Eau désiliciée
CHAPITRE 4 : DIMENSIONNEMENT
4.1. Site d’implantation
4.2. Qualité de l’eau brute
4.3. Température du design
4.4. Taux de rétention
4.5. Taux de conversion
4.6. Alimentation en eau brute
4.7. Prétraitement
4.7.1.    Injection d’Hypochlorite de sodium (NaOCl)
4.7.2.    Injection de FeCl3
4.7.3.    Injection de séquestrant
4.7.4.    Microfiltration : Filtres à cartouches
4.7.5.    Déchloration
4.8. Design de l’installation d’osmose inverse
4.8.1.    Description du fonctionnement
4.8.2.    Choix des matériaux membranaires
4.9. Configuration
4.9.1.    Système à un seul module
4.9.2.    Système mono-étagère
4.9.3.    Système multi-étager
4.9.4.    La configuration choisie
4.9.5.    Calcul de la pression osmotique
4.9.6.    Choix des dimensions des modules membranaires
4.9.7.    Calcul du flux spécifique
4.9.8.    Calcul de la surface totale active
4.9.9.    Nombre de modules
4.9.10.  Calcul numérique : logiciel ROSA 5.4
CHAPITRE 5 : RECUPERATION D’ENERGIE
5.1. Introduction
5.2. Turbines à récupération d’énergie
5.3. Echangeur de pression
5.3.1.    Principe de fonctionnement
5.3.2.    Exigences pour le bon fonctionnement
5.3.3.    Installation d’osmose inverse avec échangeur de pression
5.4. Choix des pompes
5.4.1.    Pompes de surpression
5.4.2.    Pompe à haute pression
CHAPITRE 6 : REDEFINITION DU CYCLE DE TRAITEMENT PAR ECHANGE D’IONS
6.1. Cycle actuel de traitement
6.1.1.    Circuit de traitement
6.1.2.    Régénération et besoins en réactifs
6.2. Nouveau cycle de traitement
6.2.1.    Nouveau circuit de traitement
6.2.2.    Régénération et besoins en réactifs pour l’échange d’ions
6.2.3.    Récupération de concentrât faible pression
6.2.4.    Consommation d’énergie
6.2.5.    Nettoyage des membranes
6.2.6.    Flowsheet global d’une chaîne de déminéralisation
CHAPITRE 7 : EVALUATION ECONOMIQUE
7.1. Coût de régénération par l’ancienne installation
7.2. Coût de traitement par la nouvelle installation
7.2.1.    Réactifs et eaux désiliciée de régénération
7.2.2.    Charges supplémentaires
7.2.3.    Autres coûts
7.3. Intérêt économique de la nouvelle installation
7.4. Amortissement de la nouvelle installation d’osmose inverse
CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS

Extrait du mémoire prétraitement des eaux brutes par osmose inverse pour l’alimentation des échangeurs d’ions

CHAPITRE 0 INTRODUCTION GENERALE 
0.1.Introduction 
Chaque unité du site Jorf Lasfar de l’Office Chérifien des Phosphates est équipée de plusieurs chaînes de déminéralisation sur résines échangeuses d’ions pour ses besoins en eau déminéralisée. Afin de garantir une qualité d’eau déminéralisée constante, les résines nécessitent d’être régénérées régulièrement. Cette régénération entraîne la consommation de grandes quantités de réactifs chimiques et des rejets de sels dans l’environnement. Pour le but principal d’optimiser l’installation existante, notre projet vient pour répondre à cette exigence en faisant l’étude d’une unité d’osmose inverse qui servira de prétraitement à l’installation de déminéralisation sur résines échangeuses d’ions. L’objectif est d’optimiser le cycle de régénération des résines qui avait lieu tous les jours.
Le résultat amène une diminution des quantités de réactifs chimiques utilisés. Les gains économiques sont certains.
Le présent rapport rassemble la démarche suivie pour l’étude de cette nouvelle installation. Auparavant, au cours d’un paragraphe introductif, on se propose de familiariser le lecteur avec le contexte de l’industrie concernée et répondre aux questions essentielles qu’il peut se poser à son sujet. Nous ferons d’abord une description du procédé actuel de traitement des eaux douces et expliquerons le principe de la technique d’osmose inverse qui fait l’objet principal de cette étude. Nous présenterons ensuite les analyses des eaux faisant le contexte du projet, pour entamer à la suite le dimensionnement de l’installation. Puis, nous ferons une étude d’un système de récupération d’énergie qui permettra un bon rendement de l’installation. Un chapitre est ensuite consacré à la redéfinition du nouveau cycle de traitement des eaux pour montrer ses différences techniques avec l’ancien cycle, des différences qui apportent des intérêts économiques très important qui feront le but d’une évaluation économique faite dans le dernier chapitre.
0.2.Méthodologie et démarche suivie : 
Engagés depuis trois mois et demi à faire un projet réussi, nous avons exigé le respect  d’une méthodologie bien précise qui permettra de bien aborder ce projet.
La première phase était une phase de réflexion préalable conduisant au choix d’un sujet important et précis, vu que nous avons changé le sujet proposé par l’organisme d’accueil. C’est une phase très importante vu qu’elle nous a permis de savoir d’où l’on part et où on va en formulant la problématique et la logique de sa résolution.
La deuxième phase consistait à une documentation approfondie pour découvrir tout ce qui est nécessaire à mener cette étude. Nous avons discuté chaque point avec notre parrain et notre encadrant à l’école et nous avions eu toutes les informations qui nous ont montré le plan à suivre pour atteindre nos objectifs.
La troisième phase était la phase critique puisque nous avons utilisé les données collectées et rassemblés pour procéder à la vérification et la mise en évidence des résultats prévus. Dans cette phase, nous avons eu la chance d’effectuer une visite à la société Jorf Lasfar Energy Company (JLEC) qui nous a permis de vérifier nos hypothèses et d’avoir plus de spécifications qui nous ont beaucoup aidé à mener notre étude.
0.3.Présentation de l’OCP: 
Un des leaders mondiaux sur le marché du  phosphate et ses dérivés, OCP opère sur les cinq continents et dispose des plus importntes réserves de phosphate au monde. (Figure 0.1)
Avec plus de 90 ans d’expérience dans la mine et 45 ans en chimie, OCP offre l’une des plus larges gammes de roche pour divers usages. Premier  exportateur de phosphate brut et d’acide phosphorique dans le monde et l’un des principaux   exportateurs d’engrais phosphatés, OCP joue un rôle central dans ses régions d’implantation et emploie directement près de 20 000 personnes ce qui le place dans le peloton de tête des plus grands  employeurs  du  Royaume.  Première  entreprise  industrielle  du  Maroc,  OCP contribue substantiellement au développement de l’économie nationale par le biais de ses exportations (24 % des exportations nationales).
En outre, OCP apporte un soutien indéfectible à l’agriculture marocaine en général et aux PME en particulier, dont le développement impacte significativement la richesse nationale.

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