Evaporator
Les eaux usées sont purifiées puis réutilisées dans un cycle fermé. Les évaporateurs sous vide sont LA solution durable pour l'avenir!
Que fait un évaporateur exactement?
Les eaux usées sont évaporées dans un évaporateur sous vide. Cette vapeur est ensuite à nouveau condensée. Le liquide obtenu après la condensation est appelé "distillat". La pollution qui se trouvait dans les eaux usées est très concentrée et rejetée sous forme liquide: le "concentré". Le distillat est presque toujours de meilleure qualité que l'eau de ville ou l'eau de pluie. Il peut même arriver qu'elles produisent de l'eau déminéralisée, mais ça dépend des eaux usées à traiter.
Le flux de concentré ne peut généralement plus être purifié et doit être évacué. Dans la plupart des cas, ce flux concentré représente 5 à 10 % des eaux usées traitées. Environ 90 à 95 % du flux entrant peut être réutilisé grâce à l'évaporateur.
Evaporateur à haute et basse température
Il existe deux grands groupes d'évaporateurs: les évaporateurs à haute et à basse température. Ils fonctionnent de différentes manières, chacune ayant ses propres avantages et inconvénients.
| Les évaporateurs à haute température | Les évaporateurs à basse température |
| Système de compression mécanique de la vapeur | Système d'exploitation avec pompe sous vide |
| Fonctionne à environ 85°C | Fonctionne à evirion 35°C |
| Consommation d'énergie assez faible (40 à 60 Wh/litre d'eaux usées) | Consommation d'énergie plus élevée (environ 140 Wh/litre d'eaux usées) - des systèmes multiples en série peuvent réduire considérablement la consommation d'électricité |
| Légèrement plus sensible à la maintenance | Moins sensible à la maintenance |
| Plus de chances de corrosion | Moins de risques de corrosion |
| Généralement pour des flux plus importants (>8000l/jour) | Généralement pour les petits flux |
| Coût d'investissement plus élevé | Un coût d'investissement plus faible |
Evaporateur à un, deux ou trois étages
Les évaporateurs équipé d'une pompe à chaleur consomment plus d'énergie, ce qui fait que le coût est également plus élevé. Comme il s'agit généralement d petits débits, l'impact est limité. Pour les débits plus hauts, il est possible d'utiliser un évaporateur à deux ou trois étages.
Dans un évaporateur à deux étages, l'eau entrante est divisée en deux flux égaux. L'un des flux est traité à une température légèrement plus élevée, après quoi le distillat de ce flux est utilisé pour chauffer l'autre flux. De cette manière, seulement la moité de l'eau doit être chauffée, bien qu'à une température plus élevée. Cela permet de réduire la consommations d'énergie et donc le coût.
Par exemple, un évaporateur à deux étages consomme 35% d'énergie en moins qu'un évaporateur à un étage.
Plus le débit est élevé, plus le nombre d'étages possibles.
Types d'évaporateurs basés sur le matériel
Pour les deux types d'évaporateurs sous vide, vous pouvez choisir entre différents matériaux. En ce qui concerne les matériaux qui entrent en contact avec le liquide, 3 types de matériaux peuvent être utilisés:
- Acier inoxydable 316L: le matériau le moins cher et le plus utilisé, mais aussi le plus sensible à la corrosion par piqûres.
- Superduplex: abordable mais très résistant (beaucoup plus résistant aux chlorures et aux fluorures, qui provoquent généralement une corrosion par piqûres).
- Hastelloy: le plus résistant à la corrosion, mais par contre très cher.
Comme mentionné ci-dessus, un évaporateur à basse température est moins sensible à la corrosion qu'un évaporateur à haute température. C'est simplement parce que les fluorures et les chlorures sont beaucoup plus agressifs à haute température.
Dans des cas particuliers, il est également possible de travailler avec des évaporateurs en plastique. Ces évaporateurs sont résistants aux matériaux très corrosifs. Mais cela doit être évalué au cas par cas.
Types d'évaporateurs basés sur l'échangeur de chaleur
Outre la température de fonctionnement et le matériau utilisé, nous pouvons également subdiviser les types d'évaporateurs en fonction de l'échangeur de chaleur:
- Circulation forcée: Le liquide traverse l'échangeur de chaleur à l'aide d'une pompe. Comme le liquide est pompé à travers l'échangeur de chaleur, le risque de chargement est beaucoup plus faible et le besoin de nettoyage est moins important. Cette technologie garantit également un échange thermique optimal.
- Circulation naturelle: Le fluide circule dans l'échangeur de chaleur uniquement par la force naturelle. Cette circulation est beaucoup plus lente que la circulation forcée, ce qui entraîne une charge beaucoup plus haute. Les nettoyages sont donc plus fréquents.
- Racleur: Lorsque le liquide contient beaucoup de boues, nous recommandons d'utiliser un racleur. L'échangeur de chaleur est ainsi raclé en permanence, ce qui rend le nettoyage rarement nécessaire.
- Serpentin intérieur: Ici, l'échangeur de chaleur tubulaire est placé à l'intérieur de la chaudière. Cette version est intéressante pour les applications ou le risque de chargement est faible.
Compact et autonome
Un évaporateur sous vide est un dispositif qui peut être considéré comme une unité de type backbox. Il est fourni comme une seule unité et possède son propre contrôle électrique et son propre fonctionnement.
La capacité d'une unité est exprimée en capacité hydraulique par jour (litres par jour). Un évaporateur sous vide fonctionne généralement de manière autonome 24 heures sur 24. Seul un suivi manuel très limité est nécessaire.
Lorsque l'unité est surdimensionnée, le processus devient moins efficace. L'évaporateur ne fonctionnera alors que quelques heures par jour et nécessitera un temps de démarrage considérable. Au cours de cette phase de démarrage, de l'énergie sera consommée, mais aucune eau résiduelle ne sera traitée.
PCA peut proposer des évaporateurs à partir de 150 litres d'eau à purifier par jour. De l'autre côté du spectre, il n'y a pas de limites. Les plus grandes unités individuelles purifient jusqu'à 120 000 litres par jour, mais bien sûr plusieurs unités peuvent être placées en parallèle, ce qui permet des débits très importants.
Alimentation en énergie d'un évaporateur
Pour évaporer l'eau, l'évaporateur sous vide a besoin d'énergie. Dans la plupart des cas, l'électricité est utilisée à cette fin, car c'est la source d'énergie la plus facile et la plus disponible.
Parfois, de la vapeur (ou de l'eau très chaude) est disponible. Cela peut également être une source d'énergie intéressante pour les évaporateurs à basse température, surtout lorsqu'il s'agit de chaleur résiduelle. Il est donc nécessaire de prévoir une source d'eau de refroidissement (ce qui peut être fait à un coût relativement faible).
Nettoyage d'un évaporateur
Un évaporateur sous vide fonctionne de manière continue et autonome. Toutefois, au fil du temps, un cycle de nettoyage de l'installation sera nécessaire pour assurer le bon fonctionnement de l'échangeur de chaleur. Le nettoyage est généralement automatique et ne nécessite pas de saisie manuelle. Après le nettoyage, les liquides de nettoyage sont ajoutés au concentré pour être éliminés.
PCA utilise généralement des évaporateurs où le liquide est pompé par l'échangeur de chaleur. Par conséquent, le nettoyage n'est nécessaire que toutes les deux semaines dans la plupart des cas.
Les autres types d'évaporateurs nécessitent souvent des cycles de nettoyage tous les deux jours ou un jour et demi. Cela donne beaucoup plus de gaspillage.
Concentration supplémentaire sur le concentré
Dans les grandes usines, malgré la forte concentration, une quantité considérable de concentré est encore produite par jour. Cependant, il existe également des évaporateurs spéciaux qui permettent de concentrer davantage le flux de concentré provenant du premier évaporateur. De cette manière, une réduction importante du volume peut être obtenue.
Un tel évaporateur sous vide de seconde étape est généralement équipé d'un agitateur afin d'éliminer les boues vicieuses de l'unité.
Prétraitement
Lorsqu'on utilise un évaporateur sous vide, il est bien sûr très important de vérifier si un évaporateur est la solution appropriée. Cela nécessite l'expertise et l'expérience nécessaires. PCA a accumulé ces connaissances au fil des ans et peut vous aider dans ce domaine.
Nous pouvons également effectuer une simulation sur les eaux usées afin de déterminer quel évaporateur est le mieux adapté à l'application.
Si un prétraitement est nécessaire, nous pouvons également le fournir. Cela peut aller de la simple neutralisation à des processus plus étendus.