élimination de l'arsenic

généralités

Jusqu’en 2000, la norme européenne pour l’eau potable était de 50 µg · L^–1 en As, objectif à la portée d’un traitement de clarification ou de décarbonatation dans la plupart des cas. Depuis la modification de cette norme (directive européenne 98/83/CE de 1998) la valeur à ne pas dépasser est de 10 µg ·L ^–1 en As, ce qui a suscité le développement de procédés plus spécifiques, en particulier pour les eaux autrefois conformes qui ne nécessitaient par ailleurs aucun autre traitement.

Suivant le cas, on peut choisir l’un des procédés suivants qui, sauf indications contraires, requièrent une oxydation de As(III) en As(V) par un oxydant (chlore par exemple) :

• coagulation – floculation, à pH ≤ 7 si possible ; toutes les études ont montré que les sels ferriques étaient supérieurs à ceux d’aluminium. Suivant la teneur initiale en As et les conditions opératoires, la demande peut varier entre 10 et 100 g FeCℓ₃ par m³ (essais nécessaires dans chaque cas) ; suivant la dose à mettre en œuvre, la filière comportera soit une décantation, soit une filtration directe sur filtre à sable ou bicouche après un temps de contact de quelques minutes ;
• adsorption sur alumine activée, régénérée à la soude et à l’acide chlorhydrique (de préférence à l’acide sulfurique à cause de la compétition avec les ions sulfates) : possible mais non économique ;
• décarbonatation à la chaux avec précipitation de magnésie, ce qui nécessite un pH de l’ordre de 11 et rend ce traitement difficilement généralisable ;
• déferrisation biologique, si l’eau à traiter est souterraine et contient du fer dissous ; l’oxydation bacté­rienne s’exerce aussi sur As(III), ce qui rend donc inutile l’oxydation chimique préalable dans ce cas ; en revanche, il faut enrichir l’eau brute en fer divalent (en injectant du FeSO₄) si le rapport Fe/As n’est pas suffisant.

Parmi les autres procédés possibles, les uns n’étaient pas assez efficaces (ex. : CAP, CAG ) ou n’étaient pas spécifiques (ex. : membranes OI ou NF ), les autres n’étaient pas assez éprouvés (ex. : filtration sur oxydes de fer ou de manganèse), jusqu’à ce qu’un produit granulaire à base de fer oxydé ait été mis au point.

le procédé GEH

Le matériau filtrant est un oxyhydroxyde de fer, qui a la propriété de fixer de grandes quantités d’As(V) sans modifier de façon sensible la salinité globale de l’eau (TAC, Cℓ^–, SO₄^2–…). SUEZ a obtenu, en France, son agrément pour l’utilisation en eau potable ainsi que l’autorisation de le mettre en œuvre.

Selon les caractéristiques de l’eau et sa concentration initiale en arsenic, on peut envisager différentes filières comme indiqué sur la figure 40.

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Le pH est très important et il est préférable de travailler entre 6,5 et 7,5 si l’on souhaite maximiser la capa­cité entre deux recharges.

Dans les conditions actuelles, le GEH n’est pas régénérable, il est tout simplement changé tous les 1 à 3 ans.

L’avantage de ce procédé réside donc dans sa simplicité de mise en œuvre puisque la préoxydation est parfois inutile et, dans le cas d’une adsorption directe, il suffit d’assurer un détassage à l’eau tous les quinze jours et un suivi de la concentration en arsenic dans l’eau traitée ; de plus, comme le montre la figure 41, la fuite est très progressive, ce qui confère une très grande fiabilité au procédé.

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Dans tous les cas, il est souhaitable de réaliser une étude pilote pour déterminer les conditions optimales de mise en œuvre.