Élimination des micropolluants organiques en réacteurs à charbon actif en poudre : du jar-test à l’échelle usine

L’ajout de charbon actif en poudre (CAP) et d’un coagulant pendant le processus de coagulation-floculation est une option facile et courante pour faire face aux pics de pollution des micropolluants organiques (MPO) dans la production d’eau potable. Cependant, les mécanismes d’adsorption-désorption pendant ce processus n’ont pas été suffisamment explorés. Ces travaux visent donc à étudier les mécanismes impliqués et l’impact des conditions opérationnelles lorsque le CAP et le coagulant sont utilisés simultanément. Un CAP commercial avec une surface spécifique BET de 961 m²/g et du chlorure ferrique (FeCl₃) ont été ajoutés simultanément à trois eaux différentes enrichies de 15 MPO (pesticides et produits pharmaceutiques). Différents paramètres tels que la dose de CAP et de coagulant, le pH, le temps de contact et la présence et nature de la matière organique naturelle (MON) ont été examinés. Les résultats ont montré que l’utilisation conjointe de coagulant et de CAP réduisait l’efficacité d’adsorption des MPO en comparaison du CAP seul, tandis qu’une augmentation de la dose de CAP et un allongement du temps de contact amélioraient l’efficacité de l’élimination des MPO. Cette étude met en évidence pour la première fois un phénomène inattendu qui affecte significativement l’efficacité globale : les MPO adsorbés pendant l’étape de mélange lent (floculation) se désorbent dès les premiers instants de l’étape de sédimentation. La désorption a parfois réduit de plus de 30 % l’efficacité globale de l’élimination des MPO. En parallèle de ces essais à l’échelle du laboratoire, des ajustements (dose de CAP et de FeCl₃) ont été réalisés à l’échelle de l’usine. Les observations réalisées sur une usine d’Eau du bassin rennais corroborent les résultats obtenus à l’échelle du laboratoire et montrent qu’il est possible de réaliser une économie substantielle en adaptant les doses de réactifs.