Pilotage d’un nouveau procédé d’élimination de micropolluants par charbon actif associé à une décantation lamellaire à flocs lestés (Titre court: Traitement des micropolluants)

• Research unit: FOEN
• Project number: UTF 351.31.10

Key words (French)

micropolluants, STEP, charbon actif, décantation lamellaire à flocs lestés, pilotage

Short description (French)

Ce projet s’inscrit dans la démarche de réduction des micropolluants dans les eaux souterraines et de surface. Une révision de l’ordonnance sur la protection des eaux va définir prochainement des normes plus sévères en Suisse, notamment pour les eaux rejetées par les stations d’épuration. L’amélioration des installations pouvant éliminer ces micropolluants dans les STEP représente un marché de 1.2 à 1.5 Mia de francs, rien que pour la Suisse.
Divers procédés sont en concurrence pour obtenir cette élimination. L’entreprise Alpha Umwelttechnik AG propose un nouveau procédé utilisant le charbon actif et une décantation lamellaire à flocs lestés. Ce procédé se démarque des solutions testées jusqu’alors par une très grande compacité Le présent projet permet de tester ce procédé dans des conditions réelles. Un pilote fonctionnant à l’ozone, en association avec d’autres technologies, notamment filtre à charbon actif, sera installé en parallèle pour comparer les performances des divers procédés.

Results according to contract (French)

3.1 Installation-pilote prête pour le test en condition réelles (Jalon 1)
3.2 Données sur les divers régimes d’exploitation permettant d’évaluer l’efficacité de l’élimination des micropolluants, la consommation en charbon actif et énergie (Jalon 2)
3.3 Données permettant la comparaison avec les autres procédés technologiques testés, y compris l’évaluation des coûts d’installation, de maintenance et d’exploitation (Jalon 3)

Project aims (French)

L’objectif consiste à effectuer le pilotage d’un nouveau procédé d’élimination des micropolluants dans les eaux à base de charbon actif et d’une décantation lamellaire à flocs lestés de ces essais afin de déterminer la viabilité de ce procédé, le choix du type adéquat de charbon actif, les coûts et la consommation d’énergie.

Description of results (French)

L’objectif de ces essais était de valider le fonctionnement de l’Actiflo^®Carb en eau usées, de parfaire les données de dimensionnement ainsi que les coûts d’exploitation de ce procédé.

Le procédé Actiflo^®Carb repose sur la combinaison d’un procédé de coagulation / floculation à floc lesté d’une décantation lamellaire et d’une adsorption sur charbon actif en poudre. Les tests effectués ont don portés sur les différents variables du procédé, à savoir le coagulant, charbon et vitesse de passage.

Coagulant. Les résultats obtenus ont permis de valider le fonctionnement du procédé avec les trois coagulants testés (FeCl₃, Al₂O₃ et Tanin) tout en mettant en exergue certaines différences, notamment sur l’abattement de la DOC (Tanin).

Charbon. Suite à des analyses laboratoires effectuées par l’EAWAG sur 6 charbons différents, trois charbons ont été choisis pour les essais, le Super SAE de  Norit, produit « référence » dans cette application, le MP23 de PICA à base de bois et le PHC AZ 1050 de CSC à base de houille Les essais ont montrés que l’élimination des micropolluants était quasi-identique avec les trois charbons. L’abattement de la DCO était inférieur avec le MP 23 et l’utilisation d’un charbon actif plus gros a permis d’améliorer les rendements de la décantation sans autre impact.

Vitesse de décantation. La vitesse de décantation est un facteur permettant d’assurer une séparation optimale du charbon et matières en suspension. Lors des essais, une vitesse de 50 m/h a été utilisée, permettant d’assurer une sortie inférieures à 5 mg/l de MES. Cette vitesse a été variée en fin d’essai entre 30 et 60 m/h sans noter de différences notables sur la sortie, attestant de la stabilité du procédé.

Les essais ont également permis de valider les coûts globaux d’une installation industrielle.

Transfer and application (French)

Les résultats obtenus ont permis de valider les données de dimensionnement de l’Actiflo^®Carb et de pouvoir le proposer dans le cadre de projets concrets. Les données accumulées ont également validé les performances et coûts d’exploitation du procédé pour  permettre une comparaison avec d’autres procédés

La mise en œuvre de ce procédé en Suisse et soumise à la législation en cours sur les micropolluants et devrait intervenir dans les 5 à 10 prochaines années.

Follow up (French)

Des développements postérieurs aux essais ont eu lieu par Veolia notamment sur la combinaison de l’Actiflo^®Carb avec d’autres technologies, notamment l’ozone. Ces développements permettent de confirmer les résultats des essais originaux et d’améliorer la compétitivité et flexibilité de la solution technique proposée.

Le développement de la législation permet d’envisager de bonnes perspectives pour l’Actiflo^®Carb qui apporte une solution compacte et fiable à la problématique de traitement des micropolluants.

Publications / Results (French)

Gaid K., Sauvignet P., Le Goaziou Y., Ingrand V., 2012, Les réacteurs à CAP Multiflo/Actiflo® : la solution pour l’élimination des pertubateurs endocriniens et substances dangereuses, L’eau, l’industrie, les nuisances, No. 353, pp 45-52.