Évaporateur sous vide

La solution durable pour la réutilisation des eaux de process

Un évaporateur sous vide est une technologie efficace de traitement industriel de l'eau qui permet de séparer les flux d'eaux usées en un distillat réutilisable et un flux résiduel fortement concentré. Cela permet de réutiliser l'eau et de réduire considérablement le volume d'eaux usées à évacuer.

Qu'est-ce qu'un évaporateur sous vide ?

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Qu'est-ce qu'un évaporateur sous vide et comment fonctionne-t-il ?

Le principe de fonctionnement d'un évaporateur sous vide repose sur la différence de point d'ébullition entre l'eau et les composants dissous. En réalisant le processus sous vide, le point d'ébullition de l'eau diminue considérablement. Cela permet de réduire la consommation d'énergie et de limiter la charge thermique sur l'installation.

Évaporation

Les eaux usées sont chauffées, ce qui provoque l'évaporation de l'eau, tandis que les substances dissoutes et les autres composants restent dans la phase liquide.

Condensation

La vapeur ainsi formée est refroidie et recondensée en eau. Cette eau purifiée est ce que l'on appelle le distillat.

Concentrat

Le flux restant est ensuite concentré pour obtenir un concentré dont le volume est fortement réduit, ne représentant généralement que 2 à 10 % du volume initial.

Pourquoi opter pour un évaporateur sous vide ?

Un évaporateur sous vide offre une solution fiable aux entreprises qui souhaitent réduire leur consommation d'eau et leurs coûts liés aux eaux usées, tout en misant au maximum sur la réutilisation de l'eau. Dans de nombreuses applications, 90 à 98 % des eaux usées peuvent être récupérées sous forme de distillat, ce qui ne laisse qu'un faible flux de concentrat.

Avantages opérationnels

Distillat de haute qualité : le distillat produit présente souvent une conductivité très faible et peut être réutilisé comme eau de process dans de nombreuses applications.

Forte réduction du volume: En concentrant fortement les eaux usées, on réduit considérablement le volume des résidus à évacuer. Cela permet de réduire les coûts de transport et de traitement externe.

Fonctionnement autonome : l'installation est conçue pour un fonctionnement hautement automatisé et ne nécessite qu'un suivi limité.

Installation compacte : Un évaporateur sous vide prend relativement peu de place et peut donc également être utilisé lorsque l'espace disponible est limité.

Consommation réduite de produits chimiques : par rapport à de nombreuses techniques de traitement conventionnelles, ce procédé ne nécessite que très peu de produits chimiques.

Durabilité et réduction des coûts

La réutilisation de l'eau traitée dans le processus de production réduit considérablement les besoins en eau vierge. Parallèlement, la quantité d'eaux usées à rejeter ou à évacuer vers l'extérieur est fortement réduite et, dans certaines applications, il est même possible de tendre vers une situation de rejet nul.

Grâce à l'intégration de pompes à chaleur ou de la recompression mécanique de la vapeur (MVR), l'énergie thermique est réutilisée au maximum au sein du processus. La consommation d'énergie reste ainsi limitée par rapport à la récupération d'eau et à la réduction de volume obtenues.

Technologie : une conception sur mesure

Aucun flux d'eaux usées n'est identique. C'est pourquoi nous sélectionnons la configuration la plus adaptée en fonction du débit, de la composition, de la température et du degré d'épaississement souhaité.

Caractéristique	Haute température (MVR)	Basse température (pompe à chaleur)
Principe de fonctionnement	Compression mécanique de la vapeur	Pompe à chaleur
Température	Environ 85 °C	Environ 35 à 45 °C
Consommation d'énergie	Faible (40-60 Wh/l)	Plus élevé (110 - 170 Wh/l)
Capacité idéale	Débits plus élevés	Débits plus faibles
Risque de corrosion	Haut	Minimal

Choix des matériaux et échangeurs de chaleur

Afin de garantir la durée de vie de votre installation, nous sélectionnons des matériaux résistants au fluide de process spécifique à votre application :

Acier inoxydable 316L : la référence pour les applications générales.

Superduplex ou Sanicro28 : pour les fluides présentant des concentrations élevées en chlorures, fluorures ou sulfates.

Hastelloy : le summum en matière de résistance chimique extrême.

Différents types d'évaporateurs

En fonction de la composition des eaux usées, nous choisissons également le modèle d'échangeur de chaleur le plus adapté.

Circulation forcée : les eaux usées sont acheminées à travers l'échangeur de chaleur à l'aide d'une pompe. La vitesse de circulation élevée limite l'encrassement et garantit un bon transfert thermique.
Évaporateur à racleur : adapté aux eaux usées contenant beaucoup de boues, de matières solides ou présentant un flux fortement épaississable. Un racleur mécanique maintient en permanence la surface d'échange thermique propre.
Serpentin interne : l'échangeur de chaleur est situé directement dans l'évaporateur. Cette configuration simple est particulièrement adaptée aux eaux usées présentant un risque limité d'encrassement.
Circulation naturelle : le liquide circule sans pompe de circulation séparée. En raison de la faible vitesse d'écoulement, cette version est plus sensible à l'encrassement et peut nécessiter un nettoyage plus fréquent.

Le choix approprié dépend notamment du degré de pollution, de la viscosité, de la présence de matières solides et du risque de dépôts.

Évaporateur à un, deux ou trois étages

Dans un évaporateur à deux ou trois étages, la chaleur issue d'un étage d'évaporation précédent est réutilisée pour évaporer l'eau dans l'étage suivant. Cela permet de réduire considérablement la quantité d'énergie externe nécessaire par rapport à un évaporateur à un seul étage.

« Un évaporateur à deux étages consomme environ 35 % d'énergie en moins qu'une installation comparable à un seul étage. Avec un évaporateur à trois étages, la consommation d'énergie peut être encore réduite. C'est pourquoi les évaporateurs à plusieurs étages offrent un avantage énergétique important, en particulier pour les débits élevés. »

Expertise et prétraitement

Une installation d'évaporation performante commence par une analyse correcte des eaux usées et des exigences du procédé.

Tests pilotes
Réaliser des essais à l'échelle du laboratoire ou à l'échelle pilote afin de déterminer la configuration optimale et la qualité de l'eau pouvant être obtenue pour le distillat.
Prétraitement
Intégration de techniques telles que la filtration, la correction du pH ou l'épuration physico-chimique afin d'optimiser le fonctionnement de l'évaporateur.

Dans quelles applications l'utilisons-nous ?

L'évaporation sous vide est utilisée pour les flux d'eaux usées industrielles pour lesquels un traitement classique s'avère insuffisamment efficace ou lorsqu'une réutilisation maximale de l'eau est souhaitée. En fonction de la composition des eaux usées, de la qualité de l'eau souhaitée et du facteur de concentration requis, nous configurons la solution d'évaporation la plus adaptée.

Usinage des métaux et traitement de surface

Traitement et concentration des eaux de process, des eaux de rinçage et des eaux usées provenant notamment de la galvanisation et du traitement de surface, contenant des métaux dissous, des sels et des produits chimiques de process.

Traitement des eaux usées et traitement du digestat

Concentration des flux d'eaux usées difficiles à traiter et des fractions liquides de digestat issues des installations de méthanisation, dans le but de réduire leur volume et de limiter les coûts d'évacuation et de traitement.

Réutilisation de l'eau et « zéro rejet liquide » (ZLD)

Récupération maximale des eaux de process avec un débit résiduel minimal, idéal pour les entreprises qui souhaitent réduire considérablement leur consommation d'eau et leur volume de rejets.

Récupération et réutilisation des matières premières

Concentration des flux de processus afin de récupérer des produits chimiques, des sels ou d'autres matières premières de valeur et de les réutiliser dans le cadre du processus de production.

FAQ : Foire aux questions

Combien d'énergie consomme un évaporateur ?

Cela dépend du type. Un évaporateur à haute température avec MVR consomme entre 40 et 60 Wh par litre d'eau évaporée. Pour les systèmes à basse température, la consommation d'énergie peut être encore réduite en travaillant avec plusieurs effets ; un évaporateur à double effet consomme ainsi environ 35 % d'énergie en moins qu'une version équivalente à simple effet.

La maintenance de cette installation est-elle complexe ?

Non, le nettoyage s'effectue de manière entièrement automatique. Sur nos systèmes à circulation forcée, un cycle de nettoyage n'est souvent nécessaire que toutes les deux semaines.

Est-il possible de traiter par évaporation l'ensemble des effluents industriels ?

En principe oui, mais le choix des matériaux et le prétraitement sont cruciaux. Nous évaluons chaque cas individuellement pour éviter la corrosion ou la formation de mousse.

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