L'industrie hollandaise (à l'exception du secteur énergétique) utilise approximativement 3.1 milliards d'eau m³ par an. La majorité de cette utilisation concerne de l'eau de surface dans les refroidisseurs autrefois. De cette façon, approximativement 180 PJ d'énergie calorifique sont émis à l'environnement. ^[1] 

Les industries lourdes comme la pétrochimie et l'industrie de raffinerie étaient responsables de 95 % du flux total d'eau avec les refroidisseurs par le passé. De nos jours à cause de la conscience environnementale cette utilisation d'eau est diminuée. Les clients, des actionnaires et des employés s'attendent à un développement durable d'une entreprise. ^[2]

Quand le refroidissement par eau est appliqué, cela mène à des volumes massifs d'eau. Cette eau est amenée au processus de refroidissement par le contournement d'une partie de l'eau d'une rivière. Le flux d'eau est non seulement une grande perturbation locale de l'écosystème autour du point de prélèvement, mais aussi une source de pollution thermique et chimiques qui peut mener à des perturbations locales autour du point de sortie. 

L'utilisation d'eau de surface comme eau de refroidissement a plusieurs conséquences : les animaux vivant dans l'eau peuvent périr s'ils sont aspirés dans le circuit de refroidissement; et après utilisation, l'eau de refroidissement, chaude, est relarguée dans l'eau de surface, provoquant  une élévation de la température de l'eau autour du rejet. Le poisson n'est pas sensible aux températures entre 10-24°C. Au-dessus de 24°C, les poissons sont stressés et au-dessus de 28°C, les espèces les plus sensibles peuvent mourir. ^[3]

Lors des étés chauds, comme celui de 2003, la température de l'eau de la rivière peut augmenter à un tel point que les centrales électriques ne sont plus capables de refroidir les circuits de procédés. Quand, à cause du temps chaud continu, la température de l'eau de la rivière atteint par exemple 27 º C, la capacité de l'eau de refroidissement diminue, en outre limitant les centrales électriques dans leur opérations. A noter que les centrales électriques sont légalement interdit de rejeter des eaux de refroidissement à une température supérieure à 30°C .  

Un circuit ouvert de refroidissement recirculant ouvert forme un compromis idéal, dans lequel les capacités de refroidissement de l'eau sont préservées et les inconvénients environnementaux sont réduits. À l'intérieur de ces systèmes de refroidissement, l'eau circule dans une tour de refroidissement. L'évaporation d'une petite partie de l'eau circulante, emporte la majeure quantité de chaleur. La consommation d'eau qui est nécessaire pour renouveler cette partie est un facteur 50 à 70 fois plus bas que la consommation d'eau une fois dans le système avec la même capacité de refroidissement. Dans le monde entier, l'avance de ces systèmes a mené à une forte réduction de la consommation d'eau de surface. 

Cependant, comment un compromis apparemment idéal peut-il conduire à un "cul-de-sac" ?

La réponse à cette questions réside dans la chimie de l'eau. Pendant l'évaporation dans la tour de refroidissement, seule l'eau disparaît. Toutes les particules dissoutes et en suspension restent dans l'eau et augmenteront en concentration. La concentration finale en sel est définie via un blowdown. La plupart des circuits de refroidissement fonctionnent à des taux en sel entre 3 à 8 fois supérieur à la normal. Chaque contamination qui peut être trouvée dans l'eau naturel peut aussi être trouvée dans l'eau recirculante avec un facteur 3 à 8 supérieur. De la même manière, les substances provenant de possibles fuites de processus et les poussière dans l'air peuvent être accumulées dans l'eau en recirculation. Dans des environnements poussiéreux, une tour de refroidissement de 200 MW peut récupérer de 0.25 - 3 tonnes de poussière dans l'air par jour. 

Tous ces composés augmentent non seulement en concentration, mais aussi à cause du blowdown limité, les composés resteront en circulation pendant quelques jours à une semaine. Finalement cette eau est saturée et chauffée à chaque circulation dans le refroidisseur et les échangeurs thermiques. Le résultat est de l'eau dans laquelle tous les composés et les conditions sont présents pour stimuler la formation de tartre, la corrosion et le développement micro biologique. Pour ces systèmes des traitements supplémentaires de l'eau est exigé. [2]

[1]      Lahoye rea, Energie-aspecten van industriële koelsystemen,Watersymposium 2003 

[2]      Hessels et al. koelwater van bulk tot bottleneck, Watersymposium 2003

[3]      Van Baarwijk et al. Beschrijving van uitgangspunten om te komen tot een beoordelingssystematiek voor warmtelozingen via koelwater, Watersymposium 2003.

Si vous connaissez un autre livre intéressant ou plus récent, ou un rapport, un article, une publication,... concernant la recyclage de l'eau à fins de refroidissement, n'hésitez pas à nous le faire savoir !