La tour de refroidissement intégrée à cette aciérie nécessitait énormément d'acides et des purges excessives pour prévenir les dépôts. Il en résultait des coûts de fonctionnement élevés et une consommation excessive en eau douce.
Veolia a recommandé l'utilisation de GenGard, qui utilise une technologie de dispersants unique. L'efficacité de la prévention contre le tartre a permis à l'usine d'éliminer l'alimentation en acide et de doubler les cycles de concentration de la tour, économisant ainsi 250 MM litres d'eau par an.
Les tours de refroidissement fonctionnent selon le principe de l'évaporation. L'eau chaude qui ruissèle le long de la tour dissipe la chaleur en faisant s'évaporer une partie de l'eau. L'eau qui ne s'évapore pas atteint le puisard de la tour à une température bien inférieure et peut alors être réinjectée dans le système de refroidissement. L'eau perdue durant le processus d'évaporation doit être remplacée avec de l'eau d'appoint afin de maintenir le niveau requis par le système.
L'eau qui s'évapore contient du H2O, mais elle ne contient pas les sels dissous que l'on retrouve dans l'eau d'appoint. À mesure que ce cycle se répète, les sels s'accumulent dans l'eau de refroidissement. La concentration en sels est contrôlée en purgeant une partie de l'eau de refroidissement vers l'effluent. Le ratio de concentration en sel dans la tour par rapport à la quantité détectée dans l'eau d'appoint est appelé « cycles de concentration ».
L'efficacité de la tour de refroidissement repose sur sa capacité à concentrer les sels sans dépasser leur seuil de solubilité. La concentration assure la conservation de l'eau et permet de réduire les produits chimiques, mais une surconcentration crée des précipités qui viendront entartrer les échangeurs de chaleur, réduisant ainsi le transfert thermique et la productivité et entraînant des pannes et des maintenances coûteuses.
Une aciérie canadienne entièrement intégrée utilise une tour de refroidissement secondaire sans contact qui assure le refroidissement des échangeurs de chaleur en circuit fermé du site.
Pour mitiger les problèmes de dépôt causés par le calcium et le phosphate, l'aciérie injectait de l'acide pour diminuer le pH, mais devait toujours limiter ses cycles de concentration à deux. Ce mode de fonctionnement générait une quantité excessive d'eau de purge et rejetait une quantité importante de produits chimiques de traitement.
Veolia s'est rendue sur le site et a mis en place sa technologie GenGard, un programme de traitement exclusif conçu pour permettre aux systèmes de gérer d'importantes quantités de contaminants en toute sécurité dans des environnements alcalins. GenGard associe un polymère résistant au stress (STP), une chimie alcaline renforcée (AEC), et des azoles résistants aux halogènes (ARH) avec des inhibiteurs de corrosion de l'acier à base de phosphate.
Le programme GenGard permet aux tours de refroidissement de fonctionner efficacement et en toute sécurité avec des résidus de calcium et de phosphates bien plus élevés. Les polymères STP et AEC aident à retenir le calcium et le phosphate en solution, réduisant ainsi nettement le risque de formation de dépôts. Veolia a recommandé que la tour fonctionne avec quatre cycles de concentration sans ajout d'acide pour la réduction du pH.
Résultat
L'augmentation des cycles du système de deux à quatre permit de réduire de façon significative la quantité d'eau rejetée par purge, et par conséquent de faire l'économie de cette même quantité en eau douce. Ces économies en eau s'élèvent à plus de 250 MM de litres par an, soit une réduction de 50 %.
Sans les propriétés dispersantes des technologies STP et AEC, le site dépensait précédemment 5 000 $ par an en acide afin de réduire le pH à un niveau suffisant, et utilisait également une quantité excessive de produits chimiques afin de contrôler les dépôts et la corrosion dus aux taux de purge élevés.
Le graphique 1 montre que lors de l'application de GenGard, les cycles de concentration (ligne jaune) augmentèrent de deux à quatre, avec une courbe similaire pour les cycles de calcium (ligne bleue). Cela indique que le calcium ne formait pas de dépôts, ce qui aurait affiché une courbe descendante. Veolia propose désormais un programme de traitement de l'eau performant et sans acide qui n'entraîne pas de dépôts nocifs dans le système. L'augmentation des cycles a permis de réduire les quantités d'eau et de produits chimiques utilisées.
Au total, les économies s'élèvent à 28 000 $ par an et éliminent les risques pour l'environnement, l'hygiène et la sécurité (EHS) associés à l'utilisation d'acide.