Traitement des eaux usées : comparaison entre le charbon actif et les autres technologies

Les eaux usées sont un problème pour de nombreux secteurs, tout particulièrement depuis l’introduction de valeurs limites plus strictes en matière pollution. Plusieurs technologies sont utilisées, souvent en combinaison, pour pouvoir recycler ou rejeter les eaux usées en toute sécurité.

Dans de nombreuses situations et secteurs, le charbon actif constitue une option efficace, économique et écologique, le charbon actif peut aussi être complémentaire des autres technologies telles que les bioréacteurs et les membranes.

Défis typiques de la purification des eaux usées

Les eaux usées proviennent généralement de trois sources principales : les eaux usées industrielles et les eaux issues des processus, les eaux usées municipales ou les lixiviats de décharges.

Les polluants dépendent de la source ; les principaux étant les suivants :

  1. Les composés organiques, mesurés par la demande chimique en oxygène (DCO) et la demande biochimique en oxygène (DBO). Des quantités excessives peuvent provoquer un épuisement de l’oxygène dans les sources d’eau et entraîner des niveaux insuffisants pour maintenir la vie.
  2. Les nitrates et phosphates, souvent issus d’engrais. Ceux-ci peuvent provoquer l’eutrophisation, où des quantités excessives d’algues se forment et privent les organismes de lumière et d’oxygène.
  3. Les halogénures organiques adsorbables (AOX). Potentiellement toxiques, beaucoup d’entre eux constituent des risques environnementaux et sanitaires.
  4. Les composés mineurs, tels que les résidus de pesticides, d’hormones, d’antibiotiques et de produits chimiques industriels. Beaucoup d’entre eux sont classés comme substances extrêmement préoccupantes (SVHC), considérées comme nocives pour la santé humaine, même à des concentrations infimes. Les polluants organiques persistants (POP) qui peuvent s’accumuler dans l’eau, le sol et potentiellement dans la chaîne alimentaire.
  5. Les métaux, qui peuvent nuire à la santé humaine ou à la vie aquatique si les niveaux sont trop élevés.

Tous les polluants ne peuvent pas être éliminés par adsorption avec du charbon actif. Les nitrates, les phosphates et les métaux sont des composés inorganiques et n’ont aucune affinité avec le charbon actif. Ils nécessitent donc une technologie de purification alternative. Cependant, pour éliminer la DCO, la DBO, les AOX et les composés mineurs, le charbon actif est une solution à envisager.

La législation protège les cours d’eau naturels et la biodiversité, et réduit les risques pour la santé humaine. Les valeurs limites en matière de pollution varient selon la composition, la région et la proximité des ressources naturelles ou des sources d’eau potable.

Secteurs et scénarios

Le charbon actif peut être utilisé dans une grande variété d’industries et de situations, en particulier lors du traitement des contaminants organiques présents dans les eaux usées industrielles.

Les industries pétrochimiques, chimiques et pharmaceutiques produisent des eaux usées dans leurs processus de production, contaminant ainsi l’eau de rinçage et les eaux de pluie avec des composés organiques tels que la DCO, la DBO et des composés mineurs. La couleur de l’eau des processus ou des eaux usées peut également être éliminée.

Les ferrailleurs, les décharges et les sites de traitement des déchets peuvent produire des ruissellements contaminés lorsqu’il pleut. La composition de la pollution dépend du type de déchets sur le site. Les métaux provenant par exemple de vieilles pièces de voiture et de matériaux déchiquetés sont souvent présents, mais ne peuvent pas être éliminés par adsorption. Le charbon actif s’attaque généralement aux composés organiques résultant de la lixiviation des déchets solides ou des déversements d’essence et de liquides de refroidissement.

Les catastrophes telles que les accidents de train peuvent entraîner la contamination de l’eau, par exemple par les liquides transportés ou par l’eau utilisée pour éteindre les incendies, qui contient généralement des composants fluorés comme des PFAS.

Les entreprises de traitement peuvent également bénéficier de la filtration au charbon actif, tout comme les festivals qui produisent des eaux usées provenant des cuisines et des douches.

Technologies de traitement des eaux usées

Les eaux usées sont généralement traitées par étapes.

  • Traitements primaires

Ils éliminent les plus grosses particules non solubles telles que les feuilles et le sable. Une solution standard pour éliminer cette catégorie est la sédimentation, où l’eau est laissée dans un réservoir pour permettre à ces particules de se déposer. 

Dans le cas d’un traitement physico-chimique, des produits chimiques sont ajoutés pour augmenter la coagulation et la floculation, ce qui facilite l’élimination des impuretés. La présence de métaux et de certains produits pharmaceutiques peut ainsi être réduite. Du charbon actif en poudre peut être ajouté à ce stade pour éliminer la toxicité et protéger les bactéries à l’étape suivante.

  • Traitements secondaires

Ils éliminent les impuretés organiques mesurées par la DCO et la DBO, telles que celles produites par l’industrie alimentaire et les secteurs chimique et pharmaceutique.

Les bioréacteurs, qui utilisent des bactéries pour décomposer les composants organiques, sont utilisés dans des conditions aérobies ou anaérobies selon les composants à éliminer.

Les bioréacteurs aérobies consomment beaucoup d’énergie pour éviter la mort des bactéries. La toxicité des eaux usées peut également tuer les bactéries et il est difficile de redémarrer la colonie. Les bioréacteurs nécessitent une expertise sur site et une surveillance étroite pour assurer la survie des bactéries.

Du charbon actif en poudre peut être ajouté comme une sorte de vitamine, améliorant la floculation et protégeant les bactéries. Ce processus est également connu sous le nom de procédé PACT.

Parfois, cette étape secondaire est suffisante pour purifier l’eau, mais une étape tertiaire est généralement requise. De plus, la biofiltration laisse des boues qui nécessitent elles-mêmes un traitement supplémentaire.

  • Traitements tertiaires

Il s’agit de l’étape de finition, garantissant que l’eau est sans danger pour le recyclage ou le rejet. Plusieurs technologies sont utilisées, seules ou en combinaison.

Les membranes concentrent les eaux usées purifiées pour le recyclage ou le rejet, laissant des boues qui nécessitent encore un traitement. La technologie membranaire est efficace, mais la consommation d’énergie requise pour pomper l’eau sur les membranes est élevée.

Elles sont chères et risquent de s’encrasser avec des bactéries, des particules ou des sels insolubles, obligeant l’arrêt des opérations pendant leur nettoyage. Elles nécessitent une surveillance attentive pour s’assurer qu’il n’y a pas de percée de contaminants.

La filtration au charbon actif adsorbe la DCO, les AOX et de nombreux composés mineurs. Elle est particulièrement utile pour les composés organiques qui ne se biodégradent pas.

En plus de fonctionner seuls ou en série, les filtres peuvent être placés en amont des membranes pour les protéger de l’encrassement. Cela prolonge la durée de vie des membranes et évite les arrêts. Placés après les membranes, ils peuvent servir de dernière étape de finition en cas de percée.

La filtration au sable élimine les solides en suspension, parfois en conjonction avec du charbon actif.

Les processus d’oxydation avancés (POA) utilisent des produits chimiques tels que l’ozone pour éliminer les dernières traces de DCO, souvent en conjonction avec des membranes.

La désinfection et la distillation sont des techniques inhabituelles, rarement trouvées en dehors des environnements de laboratoire.

Solutions de filtration au charbon actif de DESOTEC

DESOTEC fournit un service 24 h/24 et 7 j/7 dans toute l’Europe qui répond aux préoccupations des clients en matière d’eaux usées afin qu’ils puissent se concentrer sur leurs activités principales.

Nos solutions sont particulièrement utiles lorsque la pollution est discontinue, pour traiter les eaux de pluie contaminées dans une casse, par exemple. Alors que les biofiltres ont besoin d’un approvisionnement constant en contaminants pour nourrir les bactéries, ainsi que d’une surveillance étroite, les filtres au charbon actif peuvent simplement être laissés en place jusqu’à ce qu’ils soient nécessaires.

DESOTEC fournit tous les filtres mobiles en location, ce qui les rend idéaux pour les situations à court terme telles que les urgences ou les opérations de maintenance. Les entreprises peuvent les tester à grande échelle, les modifier ou les retirer si nécessaire, plutôt que de faire un investissement.

Le système de DESOTEC est modulaire, ce qui le rend très flexible. Les stations d’épuration des eaux municipales, par exemple, qui doivent augmenter le traitement à mesure que les communautés se développent en tirent profit. Il aide également les entreprises à renforcer leurs installations existantes pour respecter les valeurs limites en matière de pollution les plus récentes et les plus strictes.

Les clients ne manipulent pas eux-mêmes le charbon saturé. En effet, DESOTEC enlève elle-même les filtres usagés, permettant ainsi à l’usine de reprendre son travail rapidement. Nous les transportons ensuite vers nos fours, où les contaminants sont détruits et où le charbon est réactivé, faisant des systèmes de filtration de DESOTEC une option respectueuse de l’environnement.

Comment peut vous aider DESOTEC ?

Partout en Europe, nous voyons des clients passer au charbon actif pour le traitement des eaux usées, ou inclure nos filtres dans leurs systèmes de biofiltration ou de filtration membranaire.

Pour discuter de la façon dont nos solutions pourraient convenir à votre entreprise, contactez nos ingénieurs dès aujourd’hui.

 

Dans les usines de DESOTEC, la totalité du charbon usagé est analysée afin que les mesures adéquates puissent être prises pour manipuler et extraire le charbon saturé des filtres mobiles. Toutes les molécules qui ont été adsorbées par le charbon actif sur les sites des clients sont désorbées dans les fours de réactivation de DESOTEC. Ces contaminants sont ensuite entièrement détruits, conformément à la législation nationale et européenne, par un dispositif d'incinération et de neutralisation. L'ensemble de l'installation et ses émissions font l'objet d'une surveillance continue en ligne, ce qui garantit que seule de la vapeur d'eau inoffensive est visible à la sortie de la cheminée.