Élimination de l’arsenic lors du traitement des eaux

L’arsenic, métalloïde toxique et cancérigène, est présent dans notre environnement en raison de facteurs aussi bien naturels qu’humains. Le principal risque provient de l’arsenic dissous dans notre eau potable. Il est donc indispensable d’avoir un « filtre à eau pour l’arsenic » efficace afin de garantir un approvisionnement sûr en eau potable.

Au début des années 1990, de nouvelles études ont été publiées, révélant que l’arsenic, outre sa forte toxicité, était nocif même à très faible concentration, notamment en raison de son effet cancérigène. La valeur seuil de l’arsenic dans l’eau potable a donc été abaissée à 10 μg/l. À ce moment, il n’existait encore aucune solution technique adaptée aux usines d’eau de petite et moyenne tailles pour l’élimination fiable de l’arsenic afin de respecter la nouvelle valeur seuil. C'est dans cette optique que les granulés d’adsorption GEH® ont été mis au point au début des années 1990. L’arsenic est généralement présent dans l’eau à l’état dissous, sous forme d’arséniate (AsV) ou d’arsénite (AsIII), raison pour laquelle les matériaux filtrants conventionnels sont confrontés à leurs limites. Les procédés suivants conviennent en principe à l’élimination de l’arsenic :

L’élimination de l’arsenic par adsorption

Arsenentfernung durch Adsorption

Lors de l’adsorption arsenic, l’arsenic se fixe sur la surface d'un matériau adsorbant fixe, ou adsorbant. Avant la conception du matériau adsorbant à base de fer, on utilisait principalement l’alumine granulée (« alumine activée ») pour éliminer l’arsenic. En raison de ses faibles capacités et de la toxicité de l’aluminium dissous, elle n’est plus du tout employée aujourd'hui. Les adsorbants à base d’hydroxyde de fer constituent la technique la mieux éprouvée en matière d’élimination de l’arsenic pour la production d’eau potable. Ils présentent des avantages majeurs, et notamment le mode d'utilisation simple et sûr des filtres d’adsorption jusqu’au seuil de détection. Par ailleurs, aucun flux d’eaux usées ni aucune boue contaminée n’est généré pendant le fonctionnement. L’élimination de l’arsenic avec l’hydroxyde de fer en granulés se produit de manière sélective, de sorte que la composition naturelle de l’eau reste inchangée. Ce procédé permet d’éliminer aussi bien l’arséniate que l’arsénite.

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Pro

  • Configuration simple de l’installation et mode de fonctionnement peu complexe
  • Très grande capacité grâce à une grande sélectivité de l’arsenic
  • Disponibilité élevée des systèmes et maintenance réduite
  • Technologie éprouvée, utilisée sur plus de 2 000 sites dans le monde.
  • Élimination simple, sans traitement des boues

Contra

  • Durée de vie variable en fonction de la matrice d’eau
  • L’adsorbant doit être remplacé à intervalles réguliers

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Simon Kellmann

Votre interlocuteur:

M.Sc. Simon Kellmann
Tel. +49 541 1220-09

simon.kellmann@geh-wasserchemie.com Copier dans le presse-papier

Élimination de l’arsenic par floculation/filtratio

Arsenentfernung durch Flockung/Filtration

Lors du procédé de floculation pour l’élimination de l’arsenic, on utilise généralement des sels de fer ou d’aluminium. Ceux-ci sont précipités dans les eaux brutes et extraits par filtration. L’arsenic dissous se fixe sur les flocons filtrables puis est éliminé des eaux brutes. En fonction de la concentration d’arsenic, un volume précis de matériau de floculation est nécessaire pour éliminer l’arsenic. Celui-ci doit être déterminé par des analyses régulières. La boue extraite par filtration doit être traitée pour être ensuite éliminée conformément aux règlementations locales applicables, comme des déchets résiduels ou spéciaux, en fonction du taux d’arsenic. Étant donné sa grande complexité technique, ce procédé se révèle particulièrement intéressant pour les très grandes usines de traitement.

Pro

  • Procédé standard pour le traitement de l’eau potable
  • Plusieurs impuretés, telles que la turbidité, peuvent être éliminées simultanément.
  • Coûts relativement bas des produits chimiques

Contra

  • Efficacité variable de l’élimination de l’arsenic en fonction du dosage de l’agent floculant
  • Traitement et élimination nécessaires des boues contenant de l’arsenic
  • Coût d’investissement élevé
  • Technologie des installations complexe, nécessitant un personnel formé
  • Non adapté aux petites usines

Élimination de l’arsenic par un échangeur d'ions

Arsenentfernung durch Ionenaustauscher

Les échangeurs d'ions peuvent éliminer, en fonction du type de matériau, des anions ou des cations des eaux brutes, tout en libérant dans l’eau d’autres ions de même charge. Tant que l’arsenic est présent dans l’eau sous forme d’arséniate, il est chargé et peut en principe être éliminé par un échangeur d'ions. En revanche, l’élimination de l’arsénite n’est pas possible. La sélectivité de l’arséniate est en revanche réduite, limitant les capacités. Pour atteindre une durée de vie pratique, ils doivent donc être régénérés. Au cours de ce procédé, des solutions régénérées toxiques sont produites, et doivent être traitées ultérieurement. En pratique, les échangeurs d’ions sont donc peu utilisés pour l’élimination de l’arsenic.

Pro

  • Élimination simultanée possible des autres ions
  • Les échangeurs d'ions peuvent généralement être régénérés
  • Présentent souvent une cinétique de réaction élevée

Contra

  • Sélectivité moindre de l’arsenic --> influence élevée des autres ions comme le sulfate
  • Pas d’élimination de l’arsénite (As(III))
  • Cycles de régénération fréquents en raison de la capacité réduite
  • La régénération requiert des produits chimiques et produit des solutions contenant de l’arsenic qui doivent être traitées
  • Frais de matériel élevés

Élimination de l’arsenic par procédé à membrane

Arsenentfernung durch Membranverfahren

Avec des pressions élevées, les procédés à membrane éliminent les substances contenues dans l'eau par exclusion de taille ainsi que par interaction avec le matériau de la membrane. Pour éliminer l’arsenic de manière sûre, les pores des membranes de nanofiltration ou d'osmose inverse doivent présenter un faible diamètre. L’arsenic est alors retenu avec d’autres substances contenues dans l’eau qui ne peuvent traverser les membranes, puis acheminé dans un courant d’eaux usées. Lors de ce procédé, les eaux brutes sont complètement ou partiellement déminéralisées. Les courants d’eaux usées affichant des fortes concentrations en arsenic sont ensuite traités. L’élimination non sélective de l’arsenic modifie non seulement le taux d’arsenic mais également la composition de l'eau, ce qui, en fonction de l’usage de l’eau, peut être souhaitable ou nuisible.

Pro

  • Technologie établie pour le traitement de l’eau
  • Procédé non sélectif, d’autres impuretés sont également éliminées
  • Conception modulaire, aisément adaptable en fonction des dimensions

Contra

  • Non sélectif, élimine toutes les substances présentes dans l’eau --> eau déminéralisée
  • Pré-traitement généralement requis
  • Le flux concentré doit être soumis à un autre traitement
  • Besoin élevé en énergie
  • Technologie des installations onéreuse, avec des frais d’investissement élevés
  • Le fonctionnement requiert un personnel formé de manière spécifique

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Les chiffres parlent d’eux-mêmes

180 mio
de m³ d’eau sont traités chaque année avec GEH®
3100 kg
d’arsenic pur sont extraits de l’environnement chaque année grâce à GEH®
992 t
de CO₂ sont économisées grâce aux optimisations de la production avec GEH® depuis 2013,
35 %
augmentation de 35 % de l’efficacité énergétique grâce à l’optimisation de la fabrication GEH®.
61
pays où est utilisé GEH®
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992 t
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35 %
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