Fiche Résumé 12-AEP-02

Les pointes de turbidité observées sur les eaux karstiques en période de pluie peuvent être accompagnées d'une pollution due aux micropolluants (pesticides…) et le traitement conjoint de la turbidité et des micropolluants apporte une difficulté supplémentaire lors de la potabilisation des eaux. Les filières classiques pouvant être proposées (charbon actif en poudre associé à une séparation physique avale ; charbon actif en grains seule ou associé à une clarification amont) présentent toutes des limites de performances liées à la présence des pics de pollution.

Le procédé Carboplus® a déjà été validé pour l'élimination des pesticides. Le principe consiste à mettre l'eau en contact avec une grande masse de charbon actif fluidisé et renouvelé en continu. La fluidisation du charbon, obtenue par une alimentation du réacteur en eau brute par un flux ascendant, permet, avec une granulométrie adaptée, d'obtenir un procédé compact et simple, le contact et la séparation étant dans le même ouvrage sans ajout de réactif. Le renouvellement en continu du charbon, à partir d’apports réguliers en charbon neuf couplés à des soutirages de quantités équivalentes de charbon usagé, permet d'optimiser ses performances avec possibilité d’adapter les doses de charbon neuf aux niveaux de pollution de l’eau brute. Il n’y a donc pas de saturation progressive du charbon et fuite prématurée de polluant en cas de changement de qualité d’eau. Le procédé Carboplus® se décline sous deux formes : le Carboplus® G qui utilise du charbon actif en grains et qui est destiné au traitement d’eaux souterraines et de surface à faible pollution organique, et le Carboplus® P qui utilise du charbon actif en poudre et dont l’application est possible sur tout type d’eau.

En 2009-2010, un pilote Carboplus® G a été installé sur le site des Ormes (Yonne) qui est caractérisé à la fois par des pics de turbidité et des pics conjoints de pesticides. Le débit d’alimentation du pilote est de 3,2 m3/h et le taux de renouvellement du charbon est de 5 g/m3. Hormis le cas particulier de l’élimination du glyphosate et de l’AMPA pour lesquels une injection de chlorure ferrique est nécessaire en complément du charbon, les performances du procédé vis-à-vis de l’élimination des pesticides sont confirmées en présence de pics de turbidité. Cependant, la turbidité n'est pas éliminée. Donc non seulement l’eau produite ne respecte pas les normes de turbidité mais en plus les matières en suspension accumulées dans le réacteur nuisent au bon fonctionnement du procédé en créant des chemins préférentiels. Un lavage régulier optimisé est alors à prévoir pour conserver les bonnes performances d’élimination des micropolluants.

L'objectif de cette étude est de valider l'association de Carboplus® G avec une filtration membranaire à l'aval pour éliminer conjointement les pesticides et la turbidité. L'étude doit aussi permettre de donner les premiers éléments pour l'agrément du procédé.

Les membranes utilisées sont des nouvelles membranes d'ultrafiltration (UF120 de chez Polymem) dont la nature (polysulfone) et le coût (50 % moins cher) sont des atouts pour envisager une application pour les petites collectivités. Ces membranes sont des fibres creuses qui ont par sécurité une double peau et dont le sens de filtration est de type out-in. Les modules industriels sont très compacts avec des surfaces de filtration très importantes et sont agréés. Le préfiltre installé en protection de la membrane a un seuil de coupure de 130 µm. Les résultats montrent que l’ultrafiltration est efficace pour réduire la turbidité même en période de pointe.

L’étude se poursuit pour finaliser l’optimisation du traitement combiné Carboplus® G/ultrafiltration (notamment les lavages du Carboplus® G et des membranes) et tester :
- un nouveau charbon actif micrograin de chez Chemviron mieux adapté aux petites unités de production d’eau potable,
- l’efficacité de l’injection de charbon à l’aide d’un hydroéjecteur.