Optimized Quicklime Process 1000TM
Système d’extinction de chaux pour mettre l’eau de forage acide à l’équilibre calco-carbonique: un cas d’école à Abidjan, Côte d’Ivoire.
En important de la chaux hydratée, nous affrétons des bateaux chargés d’eau payée à prix de chaux, si nous ne faisons pas évoluer nos systèmes de mise en œuvre de chaux hydratée vers des systèmes utilisant la chaux vive. La chaux vive, CaO, étant deux fois plus dense que la chaux hydratée, Ca(OH)2, mais sans trace des 25% d’humidité », reconnaît Monsieur Eugène Bouafou, Directeur du Contrôle de l’Exploitation, Office National de l’Eau Potable, Abidjan, Côte d’Ivoire.
Abidjan, une ville Ouest Africaine de 5 millions d’habitants était alimentée par une dizaine d’usines de traitement d’eau, toutes équipées de systèmes mettant annuellement à l’équilibre calco-carbonique environ 200 millions de mètres-cube (50 milliards de gallons US) d’eau de forage. A cause des fortes teneurs en CO2 (pouvant atteindre 160 mg/L) de l’eau brute de forage, la mise à l’équilibre calco-carbonique par injection de chaux hydratée présente des enjeux à la fois économique, stratégique et environnemental. En effet, comme la chaux est importée, sur quatre bateaux de chaux hydratée, nous payons inutilement pour le prix d’un bateau d’eau (la chaux hydratée Ca(OH)2 étant constituée de chaux vive CaO et d’eau, H2O, soit 18/74ième d’eau en poids), gaspillant ainsi le quart de nos maigres ressources financières. Stratégiquement, nous perdons en productivité parce que nous ne pouvons pas aller audelà de la dissolution de la chaux hydratée à sa saturation pour la rendre injectable. Produire de l’eau de chaux (chaux dissoute à saturation) par dissolution dans un bassin de décantation fait de cette étape le facteur limitant du procédé de traitement à Abidjan, étant entendu que la chaux hydratée est très peu soluble dans l’eau. De plus, en mettant en œuvre la chaux hydratée, plus de 20% de la chaux est perdue dans de la boue, soit sous la forme de CaCO3 insoluble, soit sous la forme de chaux encore utile piégée dans la boue. Le déchet ainsi décrit est gênant du point de vue environnemental et compromet le confort des personnes vivant dans le voisinage des usines de traitement d’eau.
Nous, OCSI Côte d’Ivoire SARL, avons apporté un changement dans le procédé de traitement des eaux de la ville d’Abidjan, notamment en ce qui concerne l’étape de mise à l’équilibre calco-carbonique, en mettant en œuvre notre procédé de traitement d’eau par stripage contrôlé de CO2 (brevet #17250 de l’Organisation Africaine de la Propriété Intellectuelle (OAPI), Yaoundé, Cameroun). Nous avons changé la chaux hydratée par la chaux vive et le bassin de saturation pour chaux hydratée par l’extincteur à chaux A-758 de Integrity Municipal Systems, Inc.), cent fois moins encombrant. Nous avons conçu l’usine entière, de la manutention de la chaux vive à son injection comme un réactif « soluble » de traitement d’eau. L’usine que nous avons construite a une capacité nominale de mise à l’équilibre calcocarbonique de 1 500 m3/heure d’eau brute consommant 25 g/m3 de chaux vive. Le procédé de traitement est devenu plus économique, plus simple, plus fiable, plus durable et environnementalement plus sain. Nous n’importons plus de bateaux chargés d’eau comme nous le faisions avec la chaux hydratée, la chaux vive étant deux fois plus dense que la chaux hydratée, mais aussi libre de 25% d’humidité. Et en changeant la chaux hydratée par la chaux vive, nous avons drastiquement diminué le coût de possession global du procédé (moindre consommation d’énergie, moindre consommation de produits de traitement et moindre maintenance). Nous avons remplacé le système de bassin de décantation (saturateur à chaux), très demandeur d’espace, par une petite machine, l’extincteur de chaux. Nous avons bâti un procédé de traitement d’eau plus fiable puisqu’à l’issue du changement, le lait de chaux est injecté directement, ce qui permet la mise en œuvre de pompes doseuses analogiques et une meilleure automatisation et régulation de la mise à l’équilibre calco-carbonique. Nous avons bâti pour nos enfants et petits-enfants un procédé plus responsable qui préserve l’environnement du rejet de milliers de tonnes de boue de chaux tout en contribuant à améliorer la qualité de l’eau potable distribuée à Abidjan. Le présent projet initié dans la ville d’Abidjan peut être étendu à toutes usines traitant de l’eau de forage acide comme celles alimentées par des ressources issues du bassin du Continental Terminal, un certain aquifère situé le long du Golfe de Guinée, du Sénégal à la République Démocratique du Congo. De manière globale, tout remplacement de la chaux vive par la chaux hydratée est souhaitable pour tous projets tablant sur une utilisation de plus de 3 kg de chaux vive par heure.
Simulation 3D d'une usine équipée du système OQP™
Optimized Quicklime Process 1000TM
Usine de traitement d'eau d'Abatta, 1500 m3/h24 heures/24, 7 jours/7
Procédé de traitement d'eau devenu moins cher, plus simple, plus fiable, plus durable et environnementalement sain.
At the top part and from left to right, you have the lime slaker installed at Abatta, Abidjan Cote d'Ivoire, the feeder of the lime slaker installed at Abatta. At the bottom part, you have the CO2-in-the-groundwater stripping system.
7 bonnes raisons d’implémenter OQP™
OQP™ emploie le couple {chaux vive (CaO) ; hypochlorite de sodium (NaCℓO)} pour remplacer le traditionnel {chaux hydratée Ca(OH2) ; hypochlorite de calcium Ca(CℓO)2}.
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1) Création de facto de 25% de valeur ajoutée
La chaux éteinte, Ca(OH)2, n’est différente de la chaux vive, CaO, qu’en ce que la première a une molécule d’eau de plus. Donc, chimiquement, en milieu aqueux, il n’y a pas deux produits distincts. CaO + H2O Ca(OH)2 56 g + 18 g 74 g Dans la réaction d’hydratation de la chaux, sur 74 g de produit obtenu, l’eau pèse pour 18 g, soit un poids de dix-huit soixante-quatorzièmes mais aussi un gain en volume. Ce qui fait que, sur 4 bateaux de chaux éteinte importée d’Angleterre, l’exploitant affrète pratiquement 1 bateau d’eau et 3 bateaux de matière utile. Ce qui donne plus d’un quart de valeur à ajouter à la chaux, si son extinction se déroule in situ.
Ca(OH)2CaO+H2O -
2) 0% de rejet de boue dans l’environnement
Le processus de saturation de la chaux hydratée rejette au moins 15% de boue liquide qui constitue une gêne et un problème potentiel pour l’environnement. Les boues issues des procédés actuels de mise à l’équilibre calcocarbonique des eaux d’Abidjan sont stockées sur les sites, avec des risques de déversement dans l’environnement immédiat des usines. OQP™ rejette zéro pourcent de boue dans l’environnment : pas de souci de rejet de carbonate ni d’incuits de chaux à gérer.
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3) 50% au moins d’économie sur le budget de construction d’usine
La filière de mise à l’équilibre calcocarbonique par utilisation de lait de chaux issue d’un extincteur in situ est plus simple, plus compacte et moins chère à l’acquisition que celle dont la SODECI a hérité sur les unités d’Abidjan et qui met en œuvre la saturation de la chaux hydratée. En installant un extincteur, au lieu d’un saturateur ou tout autre procédé utilisant de la chaux éteinte, il est possible de réaliser d’énormes économies à l’investissement. Ces économies sont d’autant plus importantes que la taille de l’usine est grande.
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4) 70% d’économie sur le budget de fonctionnement de l’usine
Les coûts proportionnels du mètre-cube d’eau produite baisseront de 28 F à moins de 7 F, soit une économie de 75% !!! Cette économie générée par le changement de procédé peut être davantage confortée en prenant en compte les charges de main d’œuvre et charges d’amortissement des investissements, puisque le coût de la main d’œuvre (tâches de maintenance réduites, gain de productivité, etc.) et les charges d’amortissement des investissements suivent aussi une tendance baissière dans le changement suggéré.
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5) Trois fois moins de temps de construction d’usine
Compte tenu de sa conception simple, modulaire, faite de matériau à souder ou à visser et de son faible besoin de génie civil, OQP™ se réalise en 4 à 6 mois, alors que le procédé classique n’est réalisable que sur 18 à 24 mois.
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6) Dix fois plus de souplesse dans l’extension de la capacité de production
Une station classique de 1 000 m3/h ne peut traiter que son débit nominal (1000 m3/h), pas plus. Une station OQP™ de 1 000 m3/h peut traiter jusqu’à 10 000 m3/h, sans problème. La station classique n’est pas extensible. Par contre, OQP™ peut traiter jusqu’à 10 fois sa capacité nominale.
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7) Deux fois moins d’espace bâti
Une station OQP™ de 1 000 m3/h occupe au maximum 500 m2 d’espace au sol, y compris l’espace pour le bâtiment d’exploitation, le magasin de produits de traitement et le laboratoire. Les procédés concurrents en occupent deux fois plus.
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