Eau propre et assainissement
Ces technologies traitent des principaux aspects de l'ODD 6 par l'amélioration de l'accès à l'eau propre et de la qualité de l'eau, et par la promotion de l'utilisation efficace des ressources en eau. Les technologies de traitement de l'eau, notamment les méthodes avancées comme l'osmose inversée, la nanofiltration et l'ultrafiltration, jouent un rôle vital pour l'élimination des polluants dans l'eau, la rendant propre à l'utilisation humaine et évitant la propagation de maladies. Si de surcroit ces technologies utilisent des énergies renouvelables comme force motrice, elles contribuent d'autant plus à la gestion durable de l'eau en réduisant la dépendance vis-à-vis des sources d'énergies non renouvelables et en atténuant l'impact sur l'environnement.
- Collecte d'eau potable
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Les concepts expliqués dans cette section traitent de la collecte d'eau potable à partir de toute une série de sources, notamment : humidité ambiante, masses d'eau à l'air libre, eau de pluie, neige, glace et puits.
Collecte d'eau potable à partir de l'humidité de l'air
Systèmes permettant de tirer de l'eau à partir de l'humidité de l'air, et rendant potable l'eau ainsi obtenue.
Systèmes d'apport hydriques
Méthodes ou installations pour collecter de l'eau potable à partir de masses d'eau comme les rivières, les étangs, les lacs, …
Collecte d'eau potable à partir d'eau de mer : dessalement
Les procédés de dessalement sont utilisés pour éliminer les sels, consistant principalement en chlorure de sodium. Les procédés reposent principalement sur l'utilisation de membranes ou séparation thermique.
Utilisation des membranes
Des membranes semi-perméables laissant passer l'eau tout en retenant les sels et autres polluants sont en général utilisées pour le dessalement de l'eau de mer. Une différence de pression ou un gradient de concentration est en général utilisé comme force motrice.
Osmose inversée
Une pression est appliquée sur le côté de la membrane semi-perméable qui reçoit l'eau de mer pour créer un flux d'eau pure traversant la membrane.
Osmose avancée
Instead of applying pressure forward osmosis processes employ a highly concentrated draw solution to create the flow of water through the membrane.
Nanofiltration
La nanofiltration est similaire à l'osmose inversée, à la différence qu'elle applique des pressions plus basses et ne parvient pas à un dessalement complet.
Autres
La distillation sur membrane ou pervaporation utilise la chaleur comme force motrice.
Dessalement thermique
Cette technique produit de l'eau pure par évaporation de l'eau de mer suivie de condensation.
Utilisation de l'énergie solaire
La lumière du soleil est utilisée comme source de chaleur pour l'évaporation.
Utilisation de la chaleur perdue
La chaleur perdue issue de procédés industriels ou d'autres sources est utilisée pour l'évaporation de l'eau de mer.
Autres traitements thermiques
Tous les autres procédés d'évaporation et de condensation.
Traitement électrochimique
Un potentiel électrique est créé entre des électrodes et est utilisé comme force motrice pour transférer des ions via des membranes échangeuses d'ions ou à la surface des électrodes.
Déonisation capacitive
Une différence de potentiel électrique est appliquée via une pluralité d'électrodes qui sont habituellement faites d'un matériau hautement poreux et servent à absorber les ions de l'eau à purifier.
Électrodéionisation et électrodialyse
Les dispositifs d'électrodéionisation et d'électrodialyse utilisent des piles de cellules comprenant des électrodes entre lesquelles des membranes échangeuses d'ions sont implantées, ce qui crée des compartiments pour produire des flux dilués et des flux concentrés en ions.
Autres
Tous les autres procédés électrochimiques utilisés pour le dessalement.
Autres traitements de dessalement
Procédés non mentionnés ci-dessus, y compris le dessalement par congélation et sorption.
Utilisation d'eau grise et d'eau noire
Purification de l'eau provenant des douches, des éviers et des toilettes pour une réutilisation.
Purification de l'eau provenant des rivières ou des lacs
Procédés pour éliminer des polluants et des micro-organismes des rivières et des lacs.
Filtration par membrane
Des membranes semi-perméables laissant passer l'eau tout en retenant les sels et autres polluants sont utilisées pour l'élimination des polluants et des micro-organismes. Une différence de pression est en général utilisée comme force motrice.
Osmose inversée et nanofiltration
Membranes semi-perméables comprenant des pores à l'échelle (sub)nanométrique adaptées à l'élimination des sels et des substances organiques.
Ultrafiltration et microfiltration
Membranes semi-perméables comprenant des pores à l'échelle micro ou nanométrique pour l'élimination de micro-organismes, de petites particules et de substances organiques plus grandes.
Oxydation
Procédés d'oxydation pour la décomposition des polluants ou à des fins de désinfection.
À l'aide d'ozone
Utilisation de l'ozone comme oxydant.
À l'aide de peroxyde d'hydrogène
Utilisation du peroxyde d'hydrogène (H2O2) comme oxydant.
Rayonnement ultraviolet
Irradiation avec lumière ultraviolette, d'une longueur d'onde d'environ 100 à 400 nm.
Procédés d'oxydation avancés (POA)
Combinaison d'irradiation ultraviolette, d'ozone, de peroxyde d'hydrogène, ou d'autres oxydants pour générer des radicaux hautement réactifs.
Autres
Autres procédés d'oxydation.
Sorption par charbon actif
Élimination de polluants par sorption, avec charbon actif et absorbants similaires à base de charbon
Collecte d'eau de pluie
Méthodes ou installations pour collecter de l'eau potable à partir de l'eau de pluie.
Collecte d'eau potable à partir de neige ou de glace
Méthodes ou installations pour collecter de l'eau potable à partir de la neige ou de la glace.
Conservation de l'état des puits
Conserver les puits en bon état, p. ex. par le nettoyage, la remise en état, la régénération et la maintenance ou l'augmentation des capacités des puits ou des nappes aquifères.
Puits d'eau
Méthodes ou installations pour collecter et confiner de l'eau potable à l'aide de puits.
- Traitement des eaux usées et des boues
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Ce domaine technologique comprend des parties du traitement biologique des eaux usées pouvant être centralisées, décentralisées et/ou gérées par la technologie batch. Au sein de ce domaine, l'élimination avancée du phosphore et de l'azote constitue une partie importante du traitement biologique des eaux usées. Elle comprend également l'utilisation/la valorisation du biogaz produit et le traitement biologique mécanique et/ou thermique des boues produites.
En outre, elle se réfère à un traitement tertiaire des eaux usées incluant la désinfection et l'élimination des perturbateurs endocriniens, PFAS (substances perfluoroalkylées), produits pharmaceutiques et autres polluants.
Traitement biologique des eaux usées
Ce domaine comprend le traitement biologique des eaux usées pouvant être centralisé, décentralisé et/ou géré par des procédés batch. L'élimination avancée du phosphore et de l'azote qui est essentielle à la prévention de l'eutrophisation et au maintien de la qualité de l'eau constitue un domaine critique au sein du traitement biologique des eaux usées. De plus, ce domaine implique l'utilisation et la valorisation du biogaz produit pendant le procédé de traitement, le convertissant en énergie ou en autres produits de valeur.
Dispositifs compacts pour le traitement décentralisé
Les dispositifs compacts sont de petites stations d'épuration des eaux usées comme des fosses septiques améliorées et d'autres dispositifs compacts pour l'utilisation dans des petites communautés, hôtels ou maisons individuelles.
Bioréacteurs à membranes
Les bioréacteurs à membranes sont des systèmes pour le traitement aérobie et anaérobie de l'eau. Dans ces systèmes, le module de membrane peut être submergé dans une suspension de boues activées (cuve de traitement).
Réacteurs discontinus séquentiels
Les réacteurs discontinus séquentiels sont des réacteurs de traitement biologique pour exécuter plusieurs étapes de traitement par batch dans une seule cuve (remplir, réagir, fixer, décanter).
Élimination avancée du phosphore et de l'azote (nitrification, dénitrification, anammox)
Les procédés d'élimination avancée du phosphore et de l'azote sont des procédés biologiques éliminant le phosphore et l'azote ou les deux par des procédés anoxiques, anaérobies et aérobies ou leurs combinaisons.
Production et valorisation du biogaz
Les procédés de traitement anaérobies des eaux usées produisent du biogaz pouvant être capturé et utilisé à d'autres fins.
Traitement des boues
Le traitement des boues issues du traitement des eaux usées implique des méthodes biologiques, mécaniques et thermiques pour réduire leur volume et leur impact potentiel sur l'environnement, soit en rendant les boues aptes à une mise au rebut, ou en en tirant des produits de valeur.
Traitement biologique (compostage, assimilation et fermentation)
Le traitement biologique inclut tous les procédés de traitement aérobie et anaérobie des boues.
Assèchement et séchage
L'assèchement et le séchage comprennent tous les procédés éliminant l'eau des boues produites pendant le traitement biologique des eaux usées.
Traitement thermique
Le traitement thermique inclut tous les procédés utilisant la chaleur pour transformer les boues des eaux usées (séchage thermique, pyrolyse, oxydation thermique de l'air, conditionnement thermique, pasteurisation et carbonisation hydrothermale).
Valorisation
Les procédés de valorisation sont des procédés permettant d'obtenir des produits utiles à partir de boues d'eau usées (fertilisants, additifs au béton etc.).
Traitement tertiaire (avancé) des eaux usées
Le traitement tertiaire des eaux usées se concentre sur la désinfection et l'élimination de polluants devenus des sujets de préoccupations grandissantes comme les perturbateurs endocriniens, les substances polyfluoroalkyles et perfluoroalkyle (PFAS), et les médicaments. Ce traitement garantit que l'eau traitée peut être rejetée ou réutilisée sans danger.
Désinfection par rayonnement ultraviolet
Les procédés de traitement de l'eau par rayonnement ultraviolet utilisent la lumière présentant une longueur d'onde d'environ 100 à 400 nm.
Procédés de filtration
Dans les procédés de filtration d'eau, les substances sont physiquement retirées de l'eau
Filtration par membrane via l'osmose inversée
Avec l'utilisation de l'osmose inversée, l'application d'une pression extérieure force l'eau à passer à travers une membrane semi-perméable présentant des pores d'environ 1 nanomètre
Filtration par membrane via nanofiltration
In nanofiltration processes water is passed through a semi-permeable membrane having pores of about 1-10 nanometre.
Filtration par membrane via microfiltration
Dans les procédés de microfiltration, l'eau traverse une membrane semi-perméable présentant des pores de 0,1 à 10 micromètres.
Filtration par membrane via la filtration à grande échelle
La filtration à grande échelle implique le passage de grandes quantités d'eaux usées produites à une échelle industrielle à travers une grille pour éliminer les substances solides. La filtration à grande échelle est en général une première étape dans un traitement à plusieurs étapes.
Autres
Tous les autres types de filtrage
Suppression des micro-polluants
Les micro-polluants sont des polluants organiques persistants présents en petites quantités. Ces composants comprennent, entre autres, les détergents, les agents perturbateurs endocriniens, les pesticides, les hydrocarbures aromatiques polycycliques et les organohalogénés tels que les PFAS.
Procédés d'oxydation
Les procédés d'oxydation sont des procédés qui décomposent chimiquement le micro-polluant en un ou plusieurs produits non toxiques sous l'effet d'un puissant oxydant tel que l'ozone ou le peroxyde d'hydrogène.
Utilisation de la sorption
Les procédés de sorption sont des procédés capturant le micro-polluant sur un sorbant solide en général. Il est possible de capturer le micro-polluant de différentes manières, p. ex. par chimisorption ou par complexation.
- Traitement efficace de l'eau
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Le " traitement efficace de l'eau " fait référence à l'utilisation de sources d'énergie renouvelables comme force motrice pour les procédés de traitement de l'eau, à des procédés de traitement de l'eau à haute efficacité énergétique, ou à l'optimisation des procédés de traitement de l'eau à l'aide de stratégies de contrôles avancées et d'analyse des données.
Ceci comprend par ex. l'utilisation de modules photovoltaïques ou d'éoliennes comme source d'alimentation électrique autonome pour les installations mobiles de traitement de l'eau. Ces installations mobiles de traitement de l'eau peuvent être utilisées pour purifier les eaux usées ou pour produire de l'eau potable à partir de l'eau de mer, et sont généralement montées sur une remorque, un navire ou une barge.
La récupération de l'énergie se réfère à des applications où l'énergie employée pour le traitement de l'eau est récupérée comme dans les dispositifs de récupération de pression dans l'osmose inversée.
Cela comprend également l'optimisation des procédés de traitement de l'eau à l'aide de stratégies de contrôle avancées et d'analyse des données, ainsi que l'utilisation de l'intelligence artificielle, des réseaux neuronaux, etc. pour une automatisation et un contrôle plus efficaces des procédés de traitement.
Sources d'énergie renouvelable et efficacité énergétique
Utilisation de sources d'énergie renouvelable pour l'alimentation électrique dans le traitement de l'eau, en particulier pour les applications mobiles comme les appareils portatifs.
Utilisation de l'énergie solaire ; énergie photovoltaïque
L'énergie solaire est utilisée pour produire de l'électricité par ex. avec des panneaux photovoltaïques.
Utilisation de l'énergie éolienne
L'énergie éolienne est utilisée pour générer de l'électricité par ex. avec des éoliennes.
Utilisation de l'énergie marémotrice
Générateurs d'énergie marémotrice pour la production d'électricité.
Énergie hydroélectrique
Alimentation hydroélectrique telle que les turbines.
Récupération d'énergie
Récupération d'énergie issue de procédés de traitement de l'eau.
Technologie liée à l'automatisation et à la commande
Procédés de commande spécifiques au traitement de l'eau.
Intelligence artificielle, réseaux neuronaux, algorithmes, internet des objets
Utilisation de l'intelligence artificielle, de l'apprentissage automatique, d'algorithmes spécifiques pour la commande des procédés de traitement de l'eau.
Technologie de commande et d'automatisation conventionnelle
Toutes les autres technologies de commande utilisées pour automatiser les procédés de traitement de l'eau.
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Autres technologies
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Ce domaine de technologies englobe des méthodes et équipements conçus pour éviter et nettoyer les déversements d'huile et de micro-plastiques, assurant ainsi la protection des environnements aquatiques.
Prévention ou atténuation de la pollution de surface des eaux
Les eaux naturelles telles que les rivières, les lacs, les mers et les océans sont vulnérables. Leur protection peut être assurée soit en évitant l'intrusion dans la masse d'eau de substances indésirables, ou en éliminant des substances indésirables de la masse d'eau.
Prévention et élimination de déversements d'huile
Les déversements d'huile ne comprennent pas seulement les déversements d'huile, mais aussi les déversements de toutes les substances huileuses ou de matières flottantes similaires. Il est possible de les éliminer à l'aide d'une large gamme de dispositifs (pièges à graisse, séparateurs huile/eau, récupérateur d'huile).
Prévention et élimination des micro-plastiques
Les micro-plastiques sont des particules de plastique inférieures à 5 mm. Ils proviennent de toutes une série de sources comprenant les cosmétiques, les vêtements et les emballages alimentaires.
Prévention de la croissance des algues
La prévention de la croissance des algues est cruciale pour garder un écosystème en forme optimale. Lorsqu'elles sont présentes en trop forte concentration, les algues empêchent la lumière du jour d'atteindre d'autres organismes, elles entraînent une chute de la teneur en oxygène dans l'eau et peuvent porter atteinte à la vie biologique par l'excrétion de toxines.
Traitement des eaux de ballast
Traitement des eaux de ballast ou des eaux des cales provenant de bâtiments navals, de navires, et de bateaux. Le traitement est particulièrement appliqué pour éviter la propagation d'espèces exotiques invasives.
- Conservation de l'eau ; alimentation et utilisation efficaces de l'eau
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Cela inclut les solutions d'économie d'eau dans son utilisation telles que des méthodes et dispositifs d'irrigation efficaces ainsi que des solutions intelligentes pour une irrigation maîtrisée dans l'agriculture, dans des petites structures et des structures municipales.
Cela inclut également des mesures d'économie d'eau dans l'utilisation au quotidien comme pour l'utilisation de l'eau sanitaire.
Toutefois, cela comprend également la protection des ressources en eau, par ex. la protection des rivières, l'installation de barrières de protection contre l'intrusion d'eau de mer et la protection des réservoirs d'eau par la détection et la réduction des fuites.
Irrigation/arrosage efficaces
Comprend l'irrigation maîtrisée pour les utilisations agricoles et municipales.
Dispositifs d'arrosage - culture dans des conteneurs, dans des cadres de forçage ou dans des serres
Irrigation dans des structures de culture fermées par opposition aux champs ouverts.
Réduction de l'arrosage des jardins, champs, terrains de sport et installations similaires - avec les techniques de goutte-à-goutte, de gicleurs ou d'irrigation par pulvérisation
Dispositifs d'arrosage dans des environnements urbanisés …
Maîtrise de l'arrosage – irrigation en champ ouvert
Irrigation maîtrisée dans les milieux agricoles, par ex. les champs.
Détection ou réduction des fuites
La détection ou la réduction des fuites s'étend aux composants des conduites permettant d'éviter leur éclatement par le gel ; installation de citernes pour l'alimentation en eau ; bouches d'incendie ; et systèmes de conduites d'alimentation.
Protection des ressources en eau
Avant de devoir protéger ou atténuer la pollution de l'eau, il est essentiel d'investir dans la protection des environnements aquatiques en amont. Les requêtes suivantes explorent les moyens de parvenir à ces objectifs.
Restauration des rivières
Protection et restauration des rivières et de leurs rives.
Barrières de protection contre les intrusions d'eau de mer
Procédés et systèmes visant à surveiller et prévenir l'intrusion d'eau de mer dans les eaux douces.
Nappes phréatiques
Les eaux souterraines sont artificiellement enrichies par l'ajout d'eau.
Mesures contre l'utilisation non autorisée de ressources en eau potable
Installation des bouches d'incendie et stations de pompage dans des puits, y compris moyens de protection contre le vandalisme ou le sabotage.
Techniques d'économie d'eau au niveau de l'utilisateur
Les fournisseurs d'eau ne sont pas les seuls à devoir innover : économiser les ressources en eau commence au niveau de chaque utilisateur. Ici, les requêtes sur la plateforme donnent un aperçu des technologies économisatrices d'eau qui existent au niveau des utilisateurs d'eau – chaque consommateur.
Recirculation de l'eau potable après sa sortie du robinet
L'eau potable sortie du robinet qui a encore une qualité d'eau potable est réutilisée ou remise en circulation.
Recirculation de l'eau potable avant la sortie du robinet
L'eau potable est mise en circulation (dans un environnement sûr) avant de sortir du robinet afin d'éviter de gaspiller l'eau du robinet d'eau chaude " pas assez chaude " avant qu'elle atteigne la température correcte pour de l'eau chaude.
Économie d'eau dans les robinets
Les robinets sont livrés avec un aérateur afin d'injecter de l'air dans le flux d'eau, ce qui réduit le volume d'eau utilisé. C'est également un moyen de réduire la pression d'eau ; cela comprend les dispositifs de réduction du flux et les dispositifs anti-goutte.
Économie d'eau dans le réservoir de chasse
De la même manière, il est possible d'économiser efficacement l'eau là où l'on ne le remarque quasiment pas : dans les toilettes.
Mécanisme de chasse à double commande dans le réservoir de chasse
Les utilisateurs peuvent économiser de l'eau en utilisant des mécanismes de chasse d'eau à double commande permettant de choisir entre deux différents volumes d'eau ou plus.
" Chasse ultra-économique "
Il est possible d'économiser encore plus d'eau de chasse en utilisant des systèmes de chasse spécifiques consommant jusqu'à 4 litres d'eau par chasse, également appelés " chasse ultra-économique ".
Utilisation des eaux grises
De la même manière, l'eau domestique légèrement polluée peut être réutilisée à d'autres fins que de l'eau potable car sa pureté certes est diminuée, mais elle reste parfaitement utilisable.
Utilisation de l'eau ménagère provenant des lavabos et douches
Systèmes réutilisant et/ou faisant recirculer l'eau grise provenant d'appareils ménagers.
Utilisation des eaux de pluie
Systèmes réutilisant et/ou faisant recirculer l'eau grise provenant des eaux de pluie.
Eau grise utilisée pour la chasse des toilettes
Systèmes utilisant l'eau grise domestique ou les eaux de pluie pour la chasse des toilettes.
Autres points, par ex. le chauffage
Systèmes de récupération d'énergie à partir d'eau grise (encore chaude) provenant par ex. de l'eau de douche.