Une solution de filtration circulaire pour éliminer les PFAS et autres micropolluants des eaux usées

Les micropolluants, notamment les tristement célèbres substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées (PFAS), polluent de plus en plus nos eaux. C’est pourquoi les autorités réglementaires incitent les stations d’épuration à moderniser leurs systèmes de traitement. Cet article présente la filtration mobile sur charbon actif comme une solution innovante et durable permettant aux exploitants de stations d’épuration de respecter les limites d’émission.

Quels sont les micropolluants typiques des eaux usées ?

PFAS

Les PFAS sont sous les feux des projecteurs ces dernières années. Du fait de leur persistance exceptionnelle, ces composés sont littéralement omniprésents. Sans surprise, on les surnomme les « polluants éternels ».

AOX

Les halogénures organiques adsorbables ( AOX ) sont des composés contenant du chlore, du brome ou de l'iode. Les principes actifs pharmaceutiques halogénés (API), les pesticides et les fongicides laissent des résidus contenant des AOX.

La plupart des AOX sont chlorés, notamment le dichlorométhane (DCM), le trichlorométhane (chloroforme), les chlorophénols, le chlorobenzène, etc.

Certains composants des AOX ne sont pas biodégradables. Parmi ceux-ci figurent les polluants organiques persistants (POP) tels que les polychlorobiphényles (PCB) et les dioxines.

Microplastiques

Les microplastiques sont des fragments de plastique dont la taille varie entre 1 μm et 5 mm. Des études ont montré que les microplastiques sont omniprésents. De plus, certaines recherches ont souligné que les systèmes actuels de traitement des eaux usées ne permettent pas de les retenir.

métaux lourds

Ces métaux lourds comprennent des éléments métalliques denses (plomb, mercure, cadmium, etc.) qui s'accumulent dans les organismes vivants. Ils sont rejetés dans les eaux usées par diverses activités industrielles, telles que la production textile, la fabrication de batteries, etc. En l'absence de traitement, ces métaux lourds pénètrent dans la chaîne alimentaire et nuisent gravement à la santé humaine.

Quelles sont les principales réglementations relatives aux micropolluants dans les eaux usées ?

Le règlement européen sur les substances perméables aux polluants (POP)

Les produits contenant des PFAS sont considérés comme des déchets et doivent être éliminés en conséquence. L'incinération est la méthode la plus courante, mais elle est potentiellement néfaste pour l'environnement car elle ne décompose pas complètement les composés toxiques.

En revanche, pour la capture des PFAS sur charbon actif, une solution permettant leur élimination complète existe désormais. DESOTEC a mis au point une nouvelle technique qui permet la destruction totale des PFAS adsorbés sur charbon actif. Ce procédé consiste en une pyrolyse suivie d'une neutralisation des gaz, ce qui garantit la décomposition et la destruction complète de tous les PFAS.

En particulier, cela peut être réalisé si les niveaux de PFAS sur le charbon actif usagé ne dépassent pas les seuils indiqués dans le règlement européen relatif aux polluants organiques persistants (POP) ( 2019/1021 ) (voir ci-dessous) :

  • PFOS (maximum 50 mg/kg)
  • PFOA (maximum 1 mg/kg)
  • PFHxS (maximum 1 mg/kg)

En revanche, si la contamination par les PFAS dépasse ces limites maximales, le charbon actif doit être éliminé ailleurs conformément à la réglementation locale, par exemple par incinération à haute température.

La directive européenne sur l'eau potable

La directive révisée sur l'eau potable fixe des limites d'émission pour une série de composés susceptibles d'être présents dans l'eau destinée à la consommation humaine.

Concernant l’AOX , la réglementation impose les seuils suivants :

  • 1,2-dichloroéthane : 3 μg/l ;
  • Trihalométhanes totaux (somme des concentrations de chloroforme, bromoforme, dibromochlorométhane et bromodichlorométhane) : 10 μg/l.

Outre l’AOX, la directive susmentionnée a introduit, depuis janvier 2026, des limites d’émission de PFAS plus strictes dans l’eau :

  • 0,50 μg/L pour le PFAS total ;
  • 0,10 μg/L pour la somme de 20 PFAS.

L'Italie est allée encore plus loin en fixant une limite de 0,10 µg/L pour la somme de 4 PFAS (PFOA, PFOS, PFNA et PFHxS).

En outre, la réglementation renforcée impose aux États membres de l'UE de surveiller les PFAS et d'intervenir immédiatement en cas de dépassement des seuils autorisés. Pour les exploitants de stations d'épuration, cela implique de s'appuyer sur des solutions de traitement rapidement applicables et sans interruption de leurs activités quotidiennes.

Le charbon actif hybride de DESOTEC pour l'élimination et la destruction durable des PFAS

Les PFAS peuvent être adsorbés sur la structure interne très poreuse du charbon actif. Capable de piéger une large gamme de PFAS dans ses pores, le charbon actif présente une performance d'adsorption qui augmente avec la longueur de la chaîne du contaminant.

D'après les chercheurs , l'adsorption sur charbon actif est l'une des techniques les plus efficaces pour éliminer les PFAS des eaux usées. De plus, les lignes directrices de la Convention de Stockholm recommandent le charbon actif comme meilleure technologie disponible (MTD) pour éliminer les PFAS d'un flux pollué (eaux usées, air, liquide ou gaz).

Le département R&D de DESOTEC a mis au point un charbon actif hybride innovant dédié à la capture des PFAS . Grâce à une porosité mixte , cet adsorbant est conçu pour une élimination efficace et fiable des petites et grandes molécules de PFAS, même dans les eaux à forte charge en DCO . Le charbon actif hybride de DESOTEC optimise sa surface interne et prolonge sa durée de vie opérationnelle par rapport aux adsorbants conventionnels.

 

Une méthode conforme aux normes POP pour l'élimination des PFAS

Afin de garantir la conformité à la réglementation européenne sur les polluants organiques persistants (POP) et de prendre une décision éclairée quant à la meilleure option de traitement des déchets PFAS, DESOTEC a développé une méthodologie interne ( CMA/3/D ) permettant de quantifier la charge de charbon actif pour 24 PFAS représentatifs. Cette méthodologie a été conçue en collaboration avec l'Institut flamand de recherche technologique (VITO), organisme affilié au gouvernement flamand. Intégrant une étape d'extraction améliorée, cette méthode optimisée a ensuite été validée par l'autorité compétente.

Nous utilisons cette méthode pour mesurer avec précision le niveau de PFAS capturés sur le charbon actif et déterminer, conformément à la réglementation européenne sur les polluants organiques persistants (POP) , le type de traitement approprié. Si le niveau de PFAS adsorbés est inférieur au seuil réglementaire, nous appliquons notre traitement en deux étapes (thermique et par les gaz de combustion) afin de garantir la destruction complète des molécules de PFAS adsorbées. Selon les mesures effectuées par un organisme externe (Eurofins), aucune trace de PFAS n'a été détectée ni sur le charbon réactivé, ni dans la cheminée, ce qui correspond à une efficacité de destruction de 100 %. Ceci prouve non seulement la conformité du procédé de réactivation et de traitement des déchets de DESOTEC à la réglementation sur les POP, mais offre également aux stations d'épuration une solution plus durable pour l'élimination complète des PFAS.

Études de cas

Voici quelques études de cas qui prouvent l'efficacité de la filtration à base de charbon actif de DESOTEC pour éliminer les PFAS et autres micropolluants de l'eau :

Élimination des PFAS de l'eau sur un site de gestion des déchets

Le responsable d'une station d'épuration a demandé à DESOTEC de réduire la concentration de PFAS dans ses eaux usées de 732 µg/l à 100 ng/l (limite pour l'eau potable). DESOTEC a mis en place un système de filtration à deux niveaux : le premier filtre élimine la DCO et les molécules de PFAS de grande taille ; le second capture les molécules de PFAS plus petites, telles que le perfluorobutanoate (PFBA), l'acide perfluorobutanesulfonique (PFBS) et le trifluoroacétate (TFA). Cette solution a permis au client de se conformer à la réglementation relative à l'eau potable. Pour en savoir plus, cliquez ici .

Purification des eaux usées des PFAS dans le secteur chimique

Une entreprise gère un système de traitement des eaux pour le compte de plusieurs sociétés chimiques implantées sur un même site en Belgique. Rejetant leurs eaux usées dans une rivière voisine, le client est soumis à des normes d'émission strictes. Il devait notamment réduire la concentration de PFAS de 300 à 100 ng/l. Considérant le charbon actif comme une solution prometteuse, l'entreprise a fait appel à DESOTEC. Nous avons installé quatre filtres Mobicon en aval du système de traitement. Deux filtres sont placés en parallèle en amont, chacun suivi d'un second filtre. Les premiers filtres sont destinés à adsorber les composés organiques (COT) présents dans les eaux usées. Les seconds, quant à eux, sont conçus pour éliminer les PFAS. Grâce à cette installation, le client est désormais pleinement conforme à la réglementation. Pour en savoir plus, cliquez ici .

Élimination et destruction des PFAS résiduels dans les eaux souterraines

Lors de travaux de remplacement de canalisations, un fabricant de produits chimiques a découvert des PFAS (4 µg/L, dont 3,6 µg/L de PFOS) dans ses eaux souterraines. Connaissant l'expertise de DESOTEC dans le traitement de ces substances nocives, l'entreprise a fait appel à nos services. Pour un débit de 6,5 m³/h, nous avons opté pour deux filtres Mobicon 2000 de 2 m³ montés en série et remplis d'un charbon actif particulièrement adapté aux PFAS et PFOS à longue chaîne. Grâce à notre intervention, l'eau traitée a respecté les limites d'émission de PFAS pendant toute la durée du projet (3 mois). En savoir plus ici .

Amélioration de l'efficacité d'élimination de l'AOX dans une usine pharmaceutique

Une entreprise pharmaceutique rejette des résidus de principes actifs pharmaceutiques halogénés dans ses eaux usées, contenant ainsi des composés oxydants halogénés (AOX), principalement du chloroforme, des chlorophénols et du chlorobenzène. Ces eaux usées contenaient également des composés organiques. Afin de se conformer à la réglementation, le fabricant avait mis en place un procédé de purification en deux étapes : un biofiltre pour la capture des composés organiques, suivi d'un traitement au charbon actif pour les AOX. Cependant, le charbon actif atteignait rapidement la saturation et devait donc être remplacé toutes les trois semaines. Ceci entraînait de longs arrêts de production et des coûts importants liés au traitement des déchets. Pour résoudre ce problème, l'entreprise a fait appel à DESOTEC. Après l'installation d'un système MOBICON de grande capacité, elle a pu éliminer efficacement les AOX en ne remplaçant le filtre qu'une fois par an, réduisant ainsi ses dépenses de purification.

Élimination de l'AOX dans l'industrie automobile

Suite à un renforcement de la réglementation environnementale, une station d'épuration portugaise n'était plus en mesure de respecter la limite d'émission d'AOX (0,4 mg/L), plus stricte. Le responsable de la station a contacté DESOTEC pour obtenir une solution rapide. Le débit contaminé (9 m³/h) contenant 80 mg/L de matières en suspension, DESOTEC a installé un MOBICON 2000 en prétraitement. En aval, un MOBICON équipé d'ORGANOSOB Plus a été dédié à l'élimination des AOX.

Traitement des eaux usées contenant de l'AOX issues de la production phytosanitaire

Un géant de la chimie devait éliminer l'AOX (31,24 mg/L) des eaux usées issues de la production de ses pesticides. Ces eaux usées étant rejetées dans une rivière voisine, l'entreprise subissait des pressions de la part de la population locale et des autorités de réglementation. Le producteur chimique a donc fait appel à DESOTEC. Nous avons permis à notre client de se conformer aux exigences légales et d'éviter les plaintes grâce à l'installation de deux filtres MOBICON.