Rejet de saumure dans les eaux de surface

Ceci est réalisé en accélérant le mélange de la saumure avec l'eau du plan d'eau récepteur en,

1) la capacité de mélange de la zone de marée (de surf) locale

2) évacuer la saumure au-delà de la zone de marée et installer des diffuseurs au bout du tuyau d'évacuation afin d'améliorer le mélange

Les zones de marée proches du rivage ont généralement une capacité limitée de transport et de dissipation de la charge de salinité élevée. Si la charge de sel dépasse la capacité de transport de la zone de marée, les sels en excès s'accumuleront, entraînant une augmentation de la salinité à long terme généralement au-delà du niveau de capacité de l'écosystème aquatique. La capacité de mélange/transport de salinité des zones de marée peut être déterminée à l'aide d'une modélisation hydrodynamique.

Pour les petites usines de dessalement (≤1 000 m³/jour), l'émissaire est généralement construit comme un tuyau à extrémité ouverte qui s'étend sur plusieurs centaines de mètres dans le plan d'eau récepteur, en fonction du mélange turbulence de la zone de marée pour dissiper la saumure et réduire la salinité aux conditions ambiantes. La plupart des grandes usines de dessalement d'eau de mer étendent généralement leur décharge de saumure au-delà de la zone de marée et équipent leurs tuyaux de diffuseurs afin de fournir le mélange nécessaire qui empêchera le lourd panache salin de s'accumuler au fond de l'océan, en tenant compte de l'hydrodynamique du site spécifique. conditions.

2. Impacts environnementaux potentiels

Les principaux problèmes pour un emplacement approprié pour un système de décharge de saumure sont,

• trouver une zone sans espèces menacées ni écosystème aquatique stressé
• trouver un emplacement avec de forts courants sous-marins qui permet une dissipation rapide et efficace de la décharge à haute salinité
• éviter les zones de trafic maritime qui pourraient endommager le système d'évacuation de la saumure et modifier les schémas de mélange
• identifier un lieu de rejet dans des eaux relativement peu profondes et à proximité du rivage afin de minimiser les coûts de construction

Les principaux problèmes environnementaux liés à l'élimination de la saumure dans les eaux de surface comprennent :

• tolérance à la salinité de l'écosystème aquatique local
• augmenter la concentration de certains constituants de l'eau à des niveaux préjudiciables
• décoloration et faible teneur en oxygène

L'évaluation de la faisabilité d'une évacuation de la saumure dans un plan d'eau de surface comprend les questions clés suivantes

• évaluation de la dispersion et de la recirculation du panache de rejet
• évaluation de la toxicité des rejets
• évaluation de la conformité de la qualité de l'eau rejetée aux normes de qualité de l'eau par les organismes de réglementation concernés
• évaluation de la capacité de salinité de l'écosystème aquatique local afin de concevoir le rejet à une distance minimale

3. Exigences potentielles de traitement de la saumure SWRO

Généralement, la saumure de dessalement du SW provenant des prises d'eau en haute mer ne nécessite pas de traitement avant rejet. En raison du fait que sa composition ionique est similaire à celle de la zone océanique de décharge et ne constitue donc généralement pas une menace de déséquilibre ionique pour l'écosystème local. La saumure est ensuite déchargée à l'aide d'un système de diffuseur ou est mélangée à de l'eau de mer de source jusqu'à un niveau de salinité sans danger pour un rejet direct (généralement < 40 000 mg/L) sans qu'il soit nécessaire de diffuser davantage.

Cependant, si nous utilisons un puits pour collecter l'eau de mer d'alimentation, le concentré de dessalement peut être décoloré en raison d'une concentration accrue de fer, avoir une faible concentration d'oxygène ou contenir des constituants qui nécessitent un traitement avant d'être rejeté dans l'océan.

L'eau de mer d'alimentation collectée dans les aquifères alluviaux côtiers par les puits de plage peut contenir des niveaux élevés de fer (Fe) et de manganèse (Mn) sous forme réduite. Dans le prétraitement RO, la charge est conservée sans exposition à l'air ou à l'oxygène, ce qui maintient Fe et Mn sous une forme réduite dissoute dans laquelle ils sont incolores. Les membranes RO rejettent facilement les ions dissous et ils sont retenus dans la saumure de dessalement. Si ce concentré est exposé à l'air, le fer passera d'une forme réduite (généralement du sulfure ferrique, Fe₂S₃) à une forme oxydée (hydroxyde ferrique, FeO(OH)) . FeO(OH) a une couleur rouge et peut dégrader l'apparence visuelle de la zone de décharge. Ainsi, le Fe dans l'eau d'alimentation sous forme réduite doit être oxydé et éliminé dans le système de prétraitement ou la saumure doit être traitée par sédimentation pour éliminer le FeO(OH).

De plus, un rejet important de saumure avec une faible teneur en oxygène dissous (OD) pourrait entraîner un appauvrissement en oxygène et un stress pour l'écosystème aquatique local. Dans un tel cas, la saumure doit être réaérée.

4. Coûts de rejet des eaux de surface

Les coûts de construction d'une décharge de saumure dans les eaux de surface sont fonction des facteurs spécifiques au site suivants,

• débit de décharge de saumure
• rejet à proximité ou en mer
• matériaux de construction
• complexité du système de diffuseur de décharge
• coûts de transport de la saumure de l'usine de dessalement à l'exutoire de décharge des eaux de surface
• coûts de traitement de la saumure (si nécessaire)
• surveillance environnementale du rejet

Nous devons également prendre en compte les coûts d'installation du pipeline de rejet au-dessus ou en dessous du sol, ce qui aura une incidence sur le coût global. Des conditions de sol inhabituelles peuvent augmenter considérablement le coût d'installation du système de canalisations. Le creusement de tranchées sous-marines est généralement 3 à 5 fois plus cher que le creusement de tranchées sur la terre ferme. Ainsi, au lieu d'installer l'émissaire dans une tranchée, il est souvent posé au fond de l'océan et sécurisé par des blocs de béton situés tous les 5 à 10 m sur toute la longueur de l'émissaire.

Les coûts de transport du concentré sont proportionnels au débit de saumure et à la distance entre l'usine de dessalement et l'exutoire de rejet. Les coûts de construction de l'émissaire, la taille de l'émissaire et la configuration du système de diffusion (qui est affectée par 1) le volume de saumure, 2) la salinité et 3) les conditions hydrodynamiques) sont spécifiques au site.

Une approche approximative des coûts de construction pour les rejets océaniques près des côtes en fonction du débit de saumure est présentée sur la figure 1. La figure 2 représente le coût de construction unitaire du pipeline en PEHD et des émissaires du tunnel en béton en USD/linéaire mètre de longueur de rejet sans incorporer les coûts de transport de la saumure de l'usine de dessalement à la structure de rejet, pour le traitement de la saumure (le cas échéant) ou pour la surveillance en mer du rejet. Les coûts de surveillance environnementale peuvent être importants, surtout si le rejet se fait dans une zone écologiquement sensible.