élimination des métaux lourds

comportement dans les filières

Les métaux lourds sont très divers et leur élimination aux différents stades d’une filière varie d’un élément à l’autre :

action d’une coagulation – floculation – décantation

La coagulation par les sels d’aluminium et de fer élimine très bien l’argent, le chrome(III) et l’étain ; la teneur en plomb, en vanadium et en mercure est abaissée de 50 à 90 % ; le cuivre (dans certains cas), le cad­mium, le zinc, le nickel et le baryum sont mal éliminés. Quant au cobalt, au molybdène et au chrome(VI), ils ne subissent aucune réduction. Une élimination satisfaisante du chrome(VI) peut être obtenue en le rédui­sant en chrome(III) par le sulfate ferreux, avec précipitation d’hydroxydes.

Les doses de CAP habituellement utilisées (20 g · m^–3) n’ont que peu d’influence sur l’élimination des métaux lourds.

action de la filtration sur sable

Sans action propre, la filtration ne fait qu’éliminer les métaux contenus dans les flocs ayant échappé au décanteur.

action de la filtration sur CAG

En deuxième étage, la filtration sur CAG permet une réduction satisfaisante des ions indésirables ou toxi­ques. L’argent et le mercure sont complètement éliminés, les teneurs en plomb, cuivre… (à l’exception du nickel) sont inférieures aux niveaux guides.

action de la préchloration

Associée à la coagulation-décantation, la filtration sur sable et la filtration sur CAG, la chloration améliore l’élimination des métaux lourds, en particulier lorsque la dose de chlore utilisée est légèrement supérieure à celle correspondant au point critique.

action d’une décarbonatation

Une décarbonatation à la chaux, même partielle, s’accompagne d’une réduction appréciable de la plupart des métaux lourds (avec les exceptions du Cr(VI) et du Hg organique).

cas particulier des normes européennes

Le tableau 11 récapitule l’efficacité des principaux procédés dans l’élimination des métaux concernés par le décret français 2001/1220.

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L’élimination du nickel peut être améliorée en clarification après préchloration et en présence de CAP. En ce qui concerne les trois métaux les plus difficiles à éliminer dans les filières classiques (Ba, Cd et Ni), on peut aussi adopter l’un des traitements suivants :

• décarbonatation à la chaux (« catalytique » à pH 9,5 ou classique à pH 10-11) ;
• résine échangeuse de cations.

le problème du plomb

On vient de voir que son élimination n’était pas difficile, mais en fait, il est rarement présent dans l’eau brute : il provient le plus souvent d’une dissolution (voir la section sur le plomb) en cours de distribution, quand le réseau comporte encore des tuyauteries en plomb ou des soudures (brasures) au plomb (essentiellement : les branchements et les réseaux intérieurs). La norme a un caractère progressif :

• jusqu’au 25 décembre 2013 : 25 mg · L^–1 ; cette limite peut souvent être respectée par un traitement adé­quat de l’eau :
  • produit filmogène (destiné à former un dépôt protecteur d’hydroxyphosphate de plomb) : acide phos­phorique, orthophosphate et/ou polyphosphate de sodium ou de zinc ;
  • reminéralisation-neutralisation des eaux très douces et acides ;
  • décarbonatation-adoucissement partiel à la chaux ou à la soude des eaux très bicarbonatées calciques ;
  • nanofiltration ;
• à partir du 25 décembre 2013 : 10 mg · L^–1 ; plus aucun réseau de distribution ne devra comporter, à cette date, de composants en plomb, ou contenant du plomb tels certains matériaux comme l’acier galvanisé, le laiton… À part le remplacement pur et simple, d’autres solutions sont envisageables : retubage (ex. : polyéthylène), revêtement (epoxy, latex)…