Saint Quentin, le 5 janvier 2000
PROBLEMATIQUE
Des millions de clients consomment quotidiennement l'eau potable produite à partir des eaux de surface et de nappes souterraines. Il est aujourd'hui nécessaire de mettre en oeuvre des technologies de plus en plus complexes pour traiter cette ressource, confrontée à des pollutions chroniques, périodiques ou accidentelles par les pesticides et micro-polluants.
LES TECHNIQUES CLASSIQUES DE TRAITEMENT
Pour éliminer les micropolluants et fiabiliser le système de production d'eau potable, deux technologies d'affinage étaient classiquement mises en oeuvre :
. le dosage du charbon actif simultanément à la clarification : c'est la technique initiale qui permet d'écrêter les pointes de pollution. Mais les rendements sont très faibles et la qualité de l'eau reste souvent insuffisante même avec des dosages très élevés, et à fortiori coûteux.
. la percolation sur un filtre à charbon actif en grains : efficace lorsqu'il est neuf, son utilisation dans le temps diminue rapidement sa performance ; il est nécessaire de le changer ou le régénérer après une période variable entre 1 et 4 ans maximum. En outre, il doit être protégé des variations de pollution par la technique précédente ; le charbon actif en grains fixé dans son filtre ne pouvant pas adsorber une pollution supplémentaire.
LE PROCEDE CARBOFLUX®
Notre Groupe a donc défini et mis en oeuvre une technique innovante originale qui élimine les difficultés des techniques précédentes et repousse ainsi les limites des normes de qualité d'eau potable toujours plus sévères.
Ce nouveau procédé baptisé Carboflux utilise le charbon actif en poudre à la place du filtre à charbon actif en grains. Il est mis en fluidisation dans un réacteur de façon continue , permettant de traiter la pollution en ligne de manière la plus efficace et la plus économique en terme de consommation de réactifs et d'investissement.
Une nouvelle filière intégrant le système Carboflux® a été conçue pour améliorer l'efficacité du charbon actif en poudre en augmentant le temps de contact et en éliminant la matière organique par une étape préalable de clarification.
Cette technique originale a été brevetée en 1997 et a permis de démontrer qu'elle pourrait solutionner deux problèmes : éliminer suffisamment les micropolluants et fiabiliser le système de production d'eau potable.
Cette filière a été testée et comparée à une filière classique en essais pilotes :
- filière classique :
coagulation - floculation/flottation/filtration bicouche (sable - CAG) ou monocouche (sable)/ozonation/filtration CAG ;
- filière Carboflux® :
coagulation - floculation/flottation/ozonation/Carboflux® (réacteur eau flottée - CAP/floculation/décantation)/filtration bicouche (sable- CAG) ou monocouche (sable).
LES RESULTATS ET LA PERFORMANCE DE CARBOFLUX®
La concentration en charbon actif en poudre dans le réacteur Carboflux® a été amenée progressivement de 0,5 à 2 - 3 g/l par injection continue de CAP neuf à des doses variables comprises entre 2 et 20 mg/l.
La filtration bicouche est mise en œuvre en parallèle à la filtration monocouche afin de comparer les performances des deux types de filtre.
Les essais contrôlés sur 1 an ont permis de valider les performances de Carboflux®.
L'eau brute dopée en atrazine à une concentration moyenne de 1,5 µg/l a montré des résultats démontrant l'efficacité de la filière utilisant le procédé Carboflux®.
- La turbidité de l'eau filtrée est toujours sous la norme de 2 NTU et elle est largement sous les 0,5 NTU, même dans des conditions non optimisées de fonctionnement (recyclage et filtres) et de conditionnement de boues ;
- L'élimination des matières organiques est de 75%. Cette valeur est maintenue au-dessus des 70% même quand la clarification, déficiente, élimine les matières organiques à moins de 45% (au lieu de 60% en régime normal de fonctionnement) ;
- La limite de qualité de 0,1 µg/l exigée pour les pesticides est respectée même en cas de forte pollution d'atrazine (essais à 5,2 µg/l) et ce, pour un dosage minimal en CAP à 5 g/m3 (soit 10 fois moins que lors d'une utilisation classique de charbon actif en poudre en tête de filière qui de plus, n'offre aucune garantie d'obtention d'une eau de bonne qualité).
La capacité d'adsorption est donc supérieure à 300 µg/g de CAP. Dans le cas de la filière avec un affinage classique CAG, la concentration en atrazine dépasse 0,3 µg/l dans l'eau traitée au bout de trois mois de fonctionnement, ce qui donne une capacité d'adsorption de 20 - 25 µg/g de CAG (valeur conforme à l'expérience industrielle).
LES AVANTAGES DE CARBOFLUX®
Carboflux® présente des avantages significatifs :
Réduction de la consommation de charbon actif
Carboflux® réduit pratiquement par dix la consommation du charbon actif tout en étant plus efficace ; la qualité de l'eau traitée est constante en fonction du temps contrairement à un traitement classique au charbon actif en grains qui enregistre une décroissance de la qualité de l'eau traitée avec la saturation du charbon ;
Flexibilité d'exploitation
Il offre une flexibilité d'exploitation face à la variabilité des flux polluants. La souplesse de l'injection des réactifs par son adaptation à la qualité de l'eau brute au fil de l'eau (dosage adapté strictement aux besoins qui peuvent être nuls lors de l'absence de micropolluants) est un confort technico-économique important.
Limitation de la pollution
Les boues concentrées au niveau du Carboflux® assurent un effet tampon important limitant les points éventuels de pollution. L'utilisation optimisée des capacités du charbon autorise donc un délai en ce qui concerne l'apport d'un complément en réactifs neufs. En outre, le Carboflux® peut jouer un pouvoir tampon face à la qualité de l'eau produite qui varie peu même si la clarification est momentanément insuffisante.
Facilité d'entretien
La réutilisation des eaux sales de lavage permet aussi de récupérer les particules fines retenues sur les filtres et limite alors les pertes en charbon. Le risque microbiologique du recyclage de ces eaux est réduit car on effectue une double clarification avant le filtre à sable qui lui même peut être désinfecté, contrairement à un filtre à charbon actif.
Retour sur investissement rapide
Enfin, la compacité du réacteur permet un gain économique à l'investissement avec une emprise au sol réduite.
Deux installations depuis le 2ème semestre 1997 fonctionnent et confirment la bonne performance du procédé. Il s'agit de deux unités de production, l'une à Andrézieux (450 m3/h) dans la Loire, et une deuxième à Beaumont de Lomagne (300 m3/h) dans le Tarn et Garonne.
Contact : mchuau@saur.fr
