Vers une réutilisation de 99% à 100% de l’eau de rejet dans les centrales électriques

Une équipe de chercheurs américains propose une solution innovante pour réduire l’utilisation de l’eau dans les centrales électriques. Leur méthode, basée sur l’utilisation de deux types d’eaux usées industrielles pour se décontaminer mutuellement, pourrait révolutionner la façon dont les industries gèrent leurs ressources en eau.

Les chercheurs de la Benjamin M. Statler College of Engineering and Mineral Resources de l’Université de Virginie-Occidentale ont modélisé divers scénarios pour utiliser le «rejet de la tour de refroidissement» et l’ « eau produite » pour se traiter mutuellement. Le rejet de la tour de refroidissement est une eau usée produite par les centrales thermiques, tandis que l’eau produite est créée par l’extraction minière par fracturation hydraulique pour le pétrole et le gaz.

Le processus de co-traitement produit des sous-produits précieux ainsi qu’une eau suffisamment propre pour être réutilisée dans les opérations de refroidissement des centrales électriques.

Selon l’auteur principal, Hunter Barber, étudiant en doctorat en génie chimique de Fairchance, en Pennsylvanie, aucune autre industrie aux États-Unis n’utilise autant d’eau que la production d’énergie thermique.

« Notre processus de co-traitement réduit la demande en produits chimiques pour adoucir les eaux usées », a ajouté Hunter Barber. « L’eau traitée a également un très haut potentiel de réutilisation – l’eau traitée peut être directement réutilisée après le co-traitement pour compenser 99% à 100% du volume original de l’eau de rejet, et cela sans optimiser ou explorer différents designs. »

Vers une gestion plus durable de l’eau dans les centrales électriques

Actuellement, les centrales électriques prélèvent de l’eau douce d’une source d’eau de surface ou souterraine, la font circuler dans le cycle pour générer de la vapeur et de l’électricité, puis la traitent minimalement et la rejettent à la surface ou dans le sol.

« Notre approche vise à fermer ce cycle », a précisé encore le chercheur. « Au lieu de rejeter l’eau, nous la traitons, et au lieu de puiser dans l’eau douce, nous recyclons l’eau traitée. »

Ils réduisent la quantité de produits chimiques de purification nécessaires pour traiter le rejet de la tour de refroidissement de la centrale électrique avec de l’eau produite, le plus grand sous-produit des eaux usées de l’industrie du pétrole et du gaz en volume. Une méthode actuelle pour traiter l’eau produite par la fracturation est de l’injecter directement dans le sol.

En synthèse

Cette recherche innovante propose une nouvelle approche pour le traitement des eaux usées industrielles, avec le potentiel de réduire considérablement l’utilisation de l’eau dans les centrales électriques. En utilisant deux types d’eaux usées pour se décontaminer mutuellement, les chercheurs ont non seulement trouvé un moyen de produire de l’eau propre pour la réutilisation, mais aussi de réduire la demande en produits chimiques pour le traitement de l’eau. Cette méthode pourrait avoir des implications significatives pour la durabilité et l’efficacité de l’industrie de l’énergie.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que le rejet de la tour de refroidissement et l’eau produite ?

Le rejet de la tour de refroidissement est une eau usée produite par les centrales thermiques, tandis que l’eau produite est créée par l’extraction minière par fracturation hydraulique pour le pétrole et le gaz.

Comment fonctionne le processus de co-traitement ?

Le processus de co-traitement utilise le rejet de la tour de refroidissement et l’eau produite pour se traiter mutuellement, produisant de l’eau propre qui peut être réutilisée dans les opérations de refroidissement des centrales électriques.

Quels sont les avantages de cette méthode ?

Cette méthode réduit la demande en produits chimiques pour le traitement de l’eau, produit de l’eau propre pour la réutilisation et a le potentiel de réduire considérablement l’utilisation de l’eau dans les centrales électriques.

Quelles sont les implications pour l’industrie de l’énergie ?

Cette méthode pourrait avoir des implications significatives pour la durabilité et l’efficacité de l’industrie de l’énergie, en aidant à réduire l’utilisation de l’eau et en améliorant le traitement des eaux usées.

Quelle est la prochaine étape pour cette recherche ?

Les chercheurs prévoient de continuer à optimiser et à explorer différents designs pour leur processus de co-traitement, dans le but de maximiser son efficacité et son potentiel de réutilisation de l’eau.

Références

Légende illustration principale : Un étudiant en génie chimique de l’université de Virginie occidentale analyse des échantillons d’eau dans le cadre d’une recherche qui utilise deux formes différentes d’eaux usées industrielles pour se purifier l’une l’autre. Bien que les échantillons soient de petite taille, une nouvelle analyse des systèmes de traitement montre aux parties prenantes, telles que les exploitants de centrales électriques, à quoi s’attendre lorsque le co-traitement se produit à une échelle beaucoup plus grande. Crédit : WVU Photo/Paige Nesbit

Barber, H., Lin, L.-S., & Lima, F. (2023). Co-treatment of cooling tower blowdown and produced water for water reuse in thermoelectric power plants. Desalination.