FERILEC (Développement d'une installation-pilote produisant un coagulant ferrique, le Ferilec® pour le traitement des eaux usées)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 403.37.11

Schlüsselwörter (Französisch)

traitement des eaux usées, station d’épuration (STEP), déphosphatation, chlorure ferrique (FeCl₃), coagulant, Ferilec®, installation-pilote

Kurzbeschreibung (Französisch)

La protection des eaux exige le traitement des eaux usées domestiques, en particulier leur déphosphatation. Celle-ci est effectuée par précipitation chimique, généralement en ajoutant à l'effluant du chlorure ferrique (FeCl₃). Son apport permet également d'améliorer la formation des flocs et la décantation des matières en suspension. Le chlorure ferrique, issu de l'industrie minière, doit être transporté sur de longues distances en camion citerne.

Les sociétés NVTerra SA et Bühler Entreprises ont développé un nouveau coagulant qui peut être produit in situ par électrolyse à base d’eau, de sel et de fer ; le Ferilec®. Les études préliminaires effectuées à l’HESSO démontrent que le Ferilec^® permet d'adsorber et de coaguler les matières en suspension ainsi que de précipiter les phosphates présents dans des eaux usées. Dans ce projet les partenaires veulent construire une installation-pilote pour fabriquer et utiliser le Ferilec^® dans une station d’épuration (STEP) et pouvoir ainsi étudier si les coagulants actuels peuvent être remplacés par le Ferilec^®.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Französisch)

1.     Conception, fabrication et optimisation des modules de production du Ferilec^® à l’échelle industrielle.

2.     Test des modules de production industrielle dans une STEP et analyse des coûts totaux et besoins énergétiques de production du Ferilec^® en comparaison à l’utilisation standard de chlorure ferrique (jalon 1).

3.     Analyse de l’abattement des matières en suspensions, des (ortho)phosphates, du TOC, des métaux lourds, des micropolluants et étude de l’évolution de la DBO5, de la DCO, de l’ammonium, des nitrites, des nitrates, de l’azote total en comparaison avec l’utilisation standard de chlorure ferrique. Analyse de la récupération des phosphates coagulés (jalon 2).

4.     Rédaction d’un rapport final présentant les résultats des points 1. à 3.

5.     Eléments de textes et illustrations ou photos pour l’impression d’un fact-sheet à l’adresse du public.

6.     Présentation des résultats lors d’un colloque scientifique à l’OFEV (avec présentation Power-point).

Projektziele (Französisch)

L'objectif de ce projet est de développer et construire une installation-pilote pour fabriquer et utiliser du Ferilec^® dans une STEP en situation réelle qui soit compétitive par rapport à l’utilisation standard de chlorure ferrique.

Beschreibung der Resultate (Französisch)

L'objectif de ce projet était de développer, construire, installer et tester, a l'échelle d'une STEP, un pilote permettant de produire sur site un nouveau coagulant minéral, ferrique, le Ferilec®.

Pour produire le Ferilec®, un dispositif  NVCoag® alimente en eau adoucie, en sel, en fer et en électricité et constitue de 2 électrolyseurs est utilisé. L'OCEANEF® produit l'eau de javel alimentant le FERILEC® qui produit le coagulant. Le Ferilec® est une suspension  d'oxyde de fer ayant une haute surface spécifique.

 La construction de pilotes de production de Ferilec® s'est déroulée en 2 phases :

•    un pilote à électrodes verticales capable d'alimenter en Ferilec® une des 2 lignes de Ia STEP de Saillon (500 m3/jour), a été réalisé, exploité et le produit a été teste.

•    un système de production de Ferilec®  à électrodes horizontales a été développé pour être embarqué sur une mini-STEP mobile NVSani développée par NVTerra, permettant de traiter 25 m3 /jour d'eaux usées domestiques. Cette installation a été testée a la STEP d'Aigle.

Les analyses du Ferilec® et les tests de son efficacité ont permis d'optimiser Ia configuration des électrolyseurs et leurs conditions optimales de fonctionnement.

Une analyse économique a montré que le produit est surtout intéressant financièrement sur les STEP isolées, de petite et moyenne taille.

Une analyse de cycle de vie a montré que le processus de production du Ferilec® engendre un impact environnemental nettement inférieur à celui correspondant au FeCI3.

Umsetzung und Anwendungen (Französisch)

Une réplique des bassins de Ia STEP de Saillon à l'échelle 1/1000 a été réalisée, elle a permis de tester Ia mise en œuvre du Ferilec®. Les essais a Ia STEP de Saillon qui dispose de 2 lignes de traitement parallèles de 500 m3/jour ont commencé ensuite.

Les prélèvements pour analyses étaient effectues simultanément sur chaque ligne, l'un traite avec Ferilec® l'autre avec le FeCI3.

Durant ces essais comparatifs il a été constate que les performances sont semblables pour le Ferilec® et le FeCI3 en ce qui concerne l'abattement du phosphore et des micropolluants. Cependant les résultats obtenus avec le Ferilec® sur l'eau de Ia STEP en présence de matière en suspension, sont meilleurs que ceux obtenus au laboratoire sur des solutions synthétiques, en particulier pour l'abattement du phosphore et de l'arsenic.

Quant aux  tests du Ferilec® produit in situ  dans Ia NVSani-25, les résultats  menés  a Ia STEP d'Aigle, confirment ceux obtenus a Ia STEP de Saillon.

Weiteres Vorgehen (Französisch)

NVTerra souhaiterait trouver des partenaires pour tester Je Ferilec® sur des pilotes existants, dans des traitements biologiques modernes tels que Ia biofiltration et les bioréacteurs membranaires. L'intérêt  de  ces  expérimentations  serait  d'évaluer  Je  Ferilec®  en  vue  d'abattre  Je  phosphore, d'accro tre  J'efficacité  des traitements  biologiques  et de minimiser  Ia  fréquence  de  lavage des garnitures et des membranes.

Une autre perspective est de combiner Je Ferilec* avec l'irradiation UV et l'eau oxygénée pour tester J'efficacité du produit, dans des réactions Fenton, sur des eaux usées industrielles. Un objectif est d'adapter  cette  dernière  technique dans  des  unités  NVSani  pour  l'investigation  de  solutions concrètes et viables pour éliminer les micropolluants organiques dans les effluents en sortie de STEP.

Enfin NVTerra peut vendre du Ferilec® ou des installations NVCoag®  a des clients intéresses a substituer Je FeCJ3 par un produit doux plus facile a manipuler, car ni acide ni corrosif.

Publikationen / Ergebnisse (Französisch)

Aucune à la fin du projet