Tests de traitement des PFAS
Trouver la bonne chaîne de traitement pour s'attaquer aux polluants éternels
Aperçu du projet
Client : Anonyme
Secteur : Chimie
Principaux résultats
Conformité réglementaire
Le TFA a été réduit de 8 ppm à moins de 1 ppm (le seuil réglementaire) grâce à des membranes d'osmose inverse.
Choix de la technologie
La chaîne de traitement la plus efficace et la plus rentable a été identifiée grâce à des tests sur site.
Compréhension du procédé
Obtention de données détaillées sur les performances des membranes, le comportement des résines et les effets de la pré-concentration.
Le défi
Un exploitant de l'industrie chimique devait prouver, par des tests pilotes sur site, que ses eaux usées pouvaient être traitées pour respecter des réglementations de plus en plus strictes sur les PFAS, avant de s'engager dans une installation permanente.
Les PFAS, ou substances per- et polyfluoroalkylées, sont une famille de produits chimiques synthétiques utilisés dans les processus industriels depuis des décennies. Leur surnom résume tout : les polluants éternels. Ils ne se dégradent pas dans l'environnement, s'accumulent dans les organismes vivants et sont de plus en plus liés à de graves problèmes de santé. Ces dernières années, leur présence dans les masses d'eau en Flandre et en France est devenue un enjeu réglementaire et environnemental majeur.
Ce client, un exploitant de l'industrie chimique, générait des eaux usées contenant de l'acide trifluoroacétique (TFA), un composé spécifique des PFAS, à des concentrations d'environ 8 parties par million (ppm). Les autorités environnementales avaient fixé un seuil de rejet à 1 ppm. Atteindre ce seuil nécessitait la mise en place d'un procédé de traitement, mais il n'existe pas de solution standard unique pour les PFAS : la bonne approche dépend fortement de la composition spécifique de l'eau, des débits et des contraintes du site.
Le client avait besoin d'un test pilote rigoureux sur site pour identifier quelle combinaison de technologies fonctionnerait, et à quel coût.
* Pour mettre les chiffres en perspective : ppm signifie parties par million, une unité utilisée pour mesurer les concentrations infimes dans l'eau. Un ppm équivaut à un milligramme par litre, soit environ une goutte d'une substance dissoute dans 50 litres d'eau.
La contribution de Revalio
Revalio est intervenu en tant qu'opérateur spécialisé, sous-traité pour mettre en service, exploiter, surveiller et documenter un banc d'essai mobile de traitement des PFAS développé par Waterleau. L'unité, installée dans un conteneur de 40 pieds, a été conçue pour tester plusieurs configurations de traitement en série et en parallèle, afin de produire des données comparables permettant de prendre une décision finale pour l'installation permanente.
Pendant huit semaines sur site, Revalio a pris en charge :
La mise en service et le démarrage de l'unité de traitement complète, y compris le prétraitement, les systèmes membranaires, les colonnes d'adsorption et l'instrumentation.
L'exploitation quotidienne du pilote, y compris l'ajustement des paramètres de fonctionnement, les procédures de nettoyage en place (CIP) et la gestion des membranes.
L'échantillonnage et les tests systématiques à travers plusieurs configurations, en collaboration avec un laboratoire spécialisé pour suivre les concentrations de PFAS à chaque étape du procédé.
Les rapports techniques, documentant les données de performance, les anomalies et les recommandations pour chaque technologie de traitement testée.
Comment fonctionnent les tests de traitement
Le banc d'essai a été conçu comme une chaîne de traitement modulaire, permettant de tester différentes combinaisons de procédés sur l'eau réelle du site.
Les principales étapes étaient les suivantes :
Prétraitement : L'eau entrante a été conditionnée par un filtre à manganèse et un double adoucisseur pour éliminer la dureté et réduire le risque de colmatage en aval. Cette étape s'est avérée essentielle : l'eau brute contenait des niveaux élevés de sulfate de calcium, ce qui présentait un risque important d'entartrage pour les membranes.
Concentration par osmose inverse en circuit fermé (CCRO) : Plutôt qu'un passage classique en osmose inverse, le système a utilisé une approche par lots en boucle fermée. L'eau circule et se concentre par cycles jusqu'à ce qu'un taux de récupération cible soit atteint, puis le concentrât est évacué et le cycle redémarre. Cette approche offre une plus grande flexibilité opérationnelle et réduit le bio-colmatage ainsi que l'entartrage par rapport à une osmose inverse continue, car les conditions changeantes dans la boucle de concentrât limitent la croissance microbienne et la formation de cristaux. Cela réduit également la consommation d'énergie, car la pompe d'alimentation n'a besoin de gérer que le flux de perméat plutôt que le volume total de recirculation.
Adsorption sur résines échangeuses d'ions et charbon actif : Le flux de PFAS concentré passait ensuite à travers des colonnes de résines échangeuses d'ions sélectives, avec et sans prétraitement au charbon actif. Deux résines différentes ont été testées à des débits variables et sur différents flux d'alimentation (eau brute par rapport au concentrât), générant un ensemble de données claires sur la durée de vie des résines, leur comportement à la saturation et l'effet comparatif du charbon actif.
Les tests ont confirmé que les résines sélectives peuvent faire descendre les concentrations de PFAS en dessous des valeurs seuils, mais leur saturation est accélérée par de fortes concentrations de sulfate, ce qui a un impact direct sur les coûts d'exploitation. La pré-concentration avec la CCRO avant d'alimenter les colonnes de résine a montré un effet positif mesurable sur la durée de vie de la résine.
Résultats
✓ Le TFA a été réduit avec succès de 8 ppm à 0,6 ppm à l'aide de membranes d'osmose inverse, soit bien en dessous de la limite réglementaire de 1 ppm.
✓ L'approche CCRO a démontré une grande flexibilité et un risque d'entartrage plus faible que l'osmose inverse conventionnelle, avec des données de performance claires pour valider ce choix.
✓ Les résines échangeuses d'ions ont confirmé leur efficacité pour atteindre la conformité, le charbon actif apportant un effet de prétraitement bénéfique sur la couleur et la longévité de la résine.
✓ Il a été démontré que la pré-concentration du flux de PFAS avant l'adsorption prolonge la durée de vie de la résine, réduisant ainsi les coûts d'exploitation à long terme.
✓ Le rapport de test complet a été remis, fournissant au client la base de preuves nécessaire pour concevoir et mettre en service une installation de traitement permanente.
Vous faites face à des défis similaires ?
Si votre site est confronté à une contamination aux PFAS ou à des normes de rejet plus strictes, Revalio peut vous aider à trouver et à valider la bonne approche de traitement.