Pré-ozonation ou post-ozonation : deux fonctions différentes
Lorsqu’un projet de traitement de l’eau intègre de l’ozone, une question revient rapidement : où faut-il injecter l’ozone dans la filière ?
En amont du traitement principal ? Après la filtration ? En traitement tertiaire ? Sur une boucle finale ?
Le choix n’est pas anodin. Une pré-ozonation et une post-ozonation n’ont généralement ni la même fonction, ni les mêmes objectifs, ni les mêmes conditions de fonctionnement.
La bonne question n’est donc pas simplement « quelle dose d’ozone faut-il injecter ? », mais plutôt : à quel endroit de la filière l’ozone apporte-t-il le plus de valeur ?
Qu’est-ce que la pré-ozonation ?
On parle de pré-ozonation lorsque l’ozone est injecté relativement tôt dans la chaîne de traitement, avant une ou plusieurs étapes principales de clarification, filtration, traitement biologique ou traitement membranaire.
L’objectif est alors rarement d’obtenir directement une eau finale. L’ozone est utilisé pour modifier certaines caractéristiques de l’eau afin de faciliter les étapes situées en aval.
Selon la composition de l’eau, la pré-ozonation peut notamment être étudiée pour :
- oxyder certains composés facilement oxydables ;
- agir sur certaines molécules responsables de couleur ou d’odeurs ;
- transformer certains composés organiques avant une étape biologique ;
- modifier la biodégradabilité d’une fraction de la matière organique ;
- préparer l’eau avant une filtration ou un traitement complémentaire ;
- améliorer, dans certaines configurations, le fonctionnement global d’une filière.
La pré-ozonation doit donc être considérée comme une étape de préparation ou de conditionnement de l’eau.
Chez OXYTRADING, nous recommandons lorsque cela est nécessaire de réaliser un test de pré-ozonation et de préoxydation avant de définir une installation industrielle.
La pré-ozonation peut rendre certains composés plus biodégradables
L’un des intérêts potentiels de la pré-ozonation réside dans sa capacité à transformer certaines molécules organiques complexes en composés de plus petite taille.
Dans certaines matrices, ces transformations peuvent rendre une fraction de la matière organique plus accessible à un traitement biologique situé en aval.
Cette logique illustre bien la différence entre une pré-ozonation et une post-ozonation : dans le premier cas, l’objectif n’est pas nécessairement d’éliminer totalement le composé par l’ozone, mais parfois de le transformer afin que l’étape suivante puisse mieux le traiter.
C’est également pourquoi l’ozone trouve souvent sa place dans des procédés hybrides de traitement de l’eau, associant plusieurs technologies aux fonctions complémentaires.
Qu’est-ce que la post-ozonation ?
La post-ozonation intervient au contraire après une ou plusieurs étapes principales de traitement.
L’eau a déjà subi, par exemple, un traitement biologique, une décantation, une filtration, une ultrafiltration ou un autre procédé de séparation.
L’ozone intervient alors comme une étape de finition ou de polissage.
Cette configuration peut être pertinente pour :
- oxyder certains micropolluants résiduels ;
- réduire une couleur persistante ;
- traiter certaines molécules responsables d’odeurs ;
- agir sur une fraction de DCO difficilement biodégradable ;
- apporter une réduction microbiologique complémentaire ;
- améliorer la qualité d’une eau avant rejet ou réutilisation.
C’est notamment cette logique qui est recherchée lorsque l’ozone est utilisé en traitement tertiaire des eaux usées.
Pourquoi la post-ozonation peut-elle être plus ciblée ?
En post-traitement, une grande partie des matières en suspension et de la pollution facilement biodégradable a normalement déjà été éliminée.
L’ozone peut donc être utilisé sur une eau généralement plus stable et moins chargée.
Cela peut présenter un avantage important : une part moins importante de l’ozone injecté est consommée par des composés que les étapes conventionnelles auraient pu éliminer elles-mêmes.
L’ozone est alors davantage mobilisé pour les composés résiduels qui constituent réellement l’objectif du traitement.
Cette logique est particulièrement importante dans le traitement des effluents industriels par ozonation, où la composition de l’eau peut fortement influencer la consommation réelle d’ozone.
Pré-ozonation et post-ozonation : comparaison
| Pré-ozonation | Post-ozonation |
|---|---|
| Intervient en amont de la filière | Intervient après le traitement principal |
| Prépare ou transforme l’eau | Assure une finition ou un polissage |
| Peut améliorer une étape située en aval | Cible davantage les composés résiduels |
| Eau généralement plus chargée | Eau généralement plus épurée |
| Demande en ozone potentiellement importante | Oxydation potentiellement plus ciblée |
| Logique de prétraitement | Logique de traitement tertiaire ou final |
Peut-on utiliser l’ozone à plusieurs endroits dans une même filière ?
Oui. Dans certains projets complexes, il peut être techniquement pertinent de répartir l’ozonation à plusieurs endroits de la chaîne de traitement.
Une première dose peut servir à préparer l’eau avant un traitement biologique ou une filtration, tandis qu’une seconde étape peut assurer un traitement de finition.
Mais multiplier les points d’injection n’est intéressant que si chaque étape apporte une fonction clairement identifiée.
Le principe reste le même : ne pas ajouter de l’ozone pour ajouter de l’ozone, mais déterminer précisément ce que chaque injection doit permettre d’obtenir.
Et avec une ultrafiltration ou une membrane ?
Le positionnement devient particulièrement intéressant lorsqu’une membrane est intégrée dans le procédé.
L’ozone peut parfois être étudié en amont pour modifier certaines caractéristiques de l’eau. Dans d’autres cas, la membrane est utilisée en premier afin de réduire fortement la charge particulaire, puis l’ozonation traite les composés dissous résiduels.
Il n’existe donc pas de schéma universel. Nous détaillons cette problématique dans notre article consacré à l’association entre ultrafiltration et ozone.
Attention : le point d’injection influence le dimensionnement
Un générateur d’ozone ne peut pas être dimensionné uniquement à partir d’un débit exprimé en m³/h.
Une eau brute fortement chargée peut présenter une demande en ozone très différente de celle observée sur la même eau après un traitement biologique ou une filtration.
Il faut notamment prendre en compte :
- la nature des composés à oxyder ;
- la concentration en matière organique ;
- la demande instantanée en ozone ;
- le pH et la température ;
- le rendement de transfert gaz/liquide ;
- le temps de contact ;
- les objectifs réels de traitement ;
- les éventuels sous-produits d’oxydation.
C’est pourquoi le dimensionnement d’un système d’oxydation à l’ozone doit porter sur l’ensemble du procédé et non sur la seule puissance du générateur.
Pré-ozonation ou post-ozonation : comment choisir ?
Le choix dépend avant tout de la fonction recherchée.
La pré-ozonation est principalement une logique de préparation : transformer certains composés, conditionner l’eau ou améliorer une étape située en aval.
La post-ozonation est davantage une logique de finition : traiter certains composés résiduels une fois que les procédés conventionnels ont déjà réalisé l’essentiel du travail.
Dans les deux cas, des essais peuvent être particulièrement utiles lorsque la matrice est complexe ou que les performances attendues sont élevées.
Le bon emplacement est aussi important que la bonne dose
Une installation d’ozonation performante ne dépend donc pas uniquement du nombre de grammes d’ozone produits par heure.
Le point d’injection, le système de transfert, le temps de contact, l’hydraulique du réacteur et le pilotage conditionnent directement les performances.
Les skids industriels d’ozonation doivent ainsi être conçus comme des systèmes complets associant production d’ozone, injection, mélange, contrôle et sécurité.
Chez OXYTRADING, nous privilégions une approche par objectif de traitement : analyser l’eau, identifier la fonction attendue de l’ozone, déterminer le meilleur point d’injection puis valider le dimensionnement lorsque cela est nécessaire par des essais.
Vous étudiez l’intégration de l’ozone dans une filière existante ? Nous pouvons analyser votre procédé afin de déterminer si l’ozonation doit intervenir en prétraitement, en traitement intermédiaire ou en finition.
