LES TECHNIQUES DE TRAITEMENT DES EAUX CHARGEES EN

Synthèse As F Pb
BLARD
ECOLE NATIONALE DU GENIE RURAL DES EAUX ET DES FORETS
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et de la Pêche
SYNTHESE TECHNIQUE
LES TECHNIQUES DE TRAITEMENT DES EAUX CHARGEES
EN ARSENIC, FLUOR ET PLOMB
BLARD Sébastien
E-mail:
[email protected]
Décembre 2005
ENGREF Centre de Montpellier
B.
P.
44494–
34093 MONTPELLIER CEDEX 5
Tél. (33) 4 67 04 71 00
Fax (33) 4 67 04 71 01
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Paris
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naturellement en concentration supérieure à la norme. Pour chacun de ces trois éléments, les
procédés de traitements seront détaillés en insistant sur les avantages, les inconvénients, les
coûts et les dimensionnements. Les procédés peuvent être classiques, membranaires,
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MOTS CLES
ARSENIC, FLUOR, PLOMB, EAU POTABLE, TRAITEMENT
SUMMARY
Local and international guidelines have been reinforced for drinking water quality. Therefore, new
mitigation technologies are under development. Arsenic, fluoride and more rarely lead can be
found naturally in underground water in levels higher than the new guidelines. For each of these
compounds mitigation techniques are presented, focusing on the advantages, disadvantages,
costs and capacity. Methods presented can be basic, membranal, biological or based on ion
exchange or selective adsorption. Examples of pilots and water treatment plants are provided.
KEY WORDS
ARSENIC, FLUORIDE, LEAD, DRINKING WATER, MITIGATION
SOMMAIRE
ORIGINE NATURELLE, EFFETS SUR LA SANTE ET ZONES CONCERNEES ...........................3
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C.............................................................................................................................3
o LE FLUOR ..............................................................................................................................4
o LE PLOMB..............................................................................................................................5
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o TRAITEMENTS CLASSIQUES ...............................................................................................5
o ADSORPTION SELECTIVE....................................................................................................7
o RETENTION MEMBRANAIRE..............................................................................................10
o PROCEDES BIOLOGIQUES ................................................................................................10
TRAI
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ONDUFLUOR................................................................................11
o PRECIPITATION ..................................................................................................................11
o ADSORPTION ......................................................................................................................11
o ECHANGE IONIQUE ............................................................................................................12
o TECHNIQUES MEMBRANAIRES.........................................................................................12
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ONDUPLOMB...............................................................................13
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o TRAITEMENTS COMPATIBLES ..........................................................................................13
oTABLEAUXDESYNTHESEPOURL’
ARSENI
C..................................................................14
o TABLEAU DE SYNTHESE POUR LE FLUOR ......................................................................16
o EXEMPLES ..........................................................................................................................16
REFERENCES ............................................................................................................................17
ANNEXES ...................................................................................................................................21
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Synthèse As F Pb
BLARD
INTRODUCTION
L’
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nappe du Bazois est concernée par une pollution par ces trois éléments. La nappe du Bazois
concerne 10 entités administratives, 80 communes et 6 captages regroupés en 3 grands points
de prélèvements. Ces points de prélèvements desservent chacun entre 3000 et 5000 abonnés
( Kayser, 2005 ).L’
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origines naturelles possibles de ces contaminants et des zones concernées, les techniques de
traitements présentes dans la littérature seront présentées pour chacun des éléments pris
séparément puis ensembles.
ORIGINE NATURELLE, EFFETS SUR LA SANTE ET ZONES CONCERNEES
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Origine des teneurs élevées en arsenic et formes présentes
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aux minéraux sulfurés : arsénopyrite (FeAsS), réalgar (As2S2)etl
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orpinet (As2S3) ( Pedron,
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Effets sur la santé des teneurs élevées en arsenic et législation
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eux: lésions de la peau, gangrène, maladies cardiovasculaires ou pulmonaires, hypertension et cancers. De hautes concentrations peuvent
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arsenicose ( MAGC Technologies Limited). La norme française est de 10
microgramme par litre (µg/l) pourl
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e( Décret n°2001-1220, 2001 ). Il
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( Décret n°2001-1220, 2001 ). Entre 10 et 13 µg/l des dérogations sont possibles mais avec une
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Zones concernées par des teneurs élevées en arsenic
En France, les zones concernées par des teneurs élevées en arsenic sont les régions bordant les
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Ouest du Morvan, le Puy de Dôme ( Pedron, 2004 ). Dans ce dernier département, plusieurs
concentrations au-delà des normes ont été mesurées : 17 à 20 µg/l au Goulet de Volvic, 50 µg/l à
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Ambacourt a
envisagé un pilote de déferrisation biologique pour réduire la concentration existante ( Pedron,
2004 ). En Savoie, plusieurs villes sont touchées généralement en correspondance avec les
structures géologiques ( Cadic, 2002 ). Le taux en arsenic atteint 32 µg/l pour le captage de
Dienne (commune de Châtillon-en-Bazois dans la Nièvre).
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Synthèse As F Pb
BLARD
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arsenicose ont été signalés ( WHO,
2004 ).
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posées à des
concentrations supérieures à 50 µg/l, pour des concentrations supérieures à 10 µg/l il faut rajouter
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c( Raihane, 1999 ). Les pays touchés dans le monde sont
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o LE FLUOR
Origine de teneurs élevées en fluor et formes présentes
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Geological Survey et Wateraid, 2002 ).Lef
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(0.028 % de sa masse) mais se trouve largement distribué. On peut le trouver sous forme de
fluorure de calcium, CaF2, dans le fuorspar (ou spathfluor), dans la cryolite ou encore la
fluorapatite Ca5[F Cl (PO4)3] (Tierra Tox
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Leary 2000).
Effets sur la santé de teneurs élevées en fluor et législation
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nutritionnel complémentaire est nécessaire pour éviter les caries (20000 personnes dans la
Nièvre par exemple). Entre 0.5 et 1.5 mg/l, la bonne santé dentaire est favorisée. Entre 1.5 et 4
mg/l, il y a un risque de fluorose dentaire. Entre 4 et 10 mg/l, la fluorose concerne le dents et les
os. Au delà de 10 mg/l, un stade avancé (crippling fluorisis) est atteint ( British Geological Survey
et Wateraid, 2002 ). L'Organisation Mondiale pour la Santé (WHO) a défini qu'en climat chaud, la
concentration optimale du fluor dans les eaux de consommation devait être inférieure à 1 mg/l et
à 1,2 mg/l en climat plus frais. La différence est due au fait qu'en climat chaud, respiration et
sueur entraînent une plus forte consommation aqueuse. Au delà de 1,5 mg/l, la consommation
trop élevée en fluor est telle que son effet protecteur anti-carie est dominé par des effets toxiques,
non négligeables, de fluorose dentaire ou osseuse. La norme pour la teneur en fluor des eaux
destinées à la consommation humaine est de 1.5 mg/l ( Décret n°2001-1220, 2001, WHO,
2004 ). Entre 1.5 et 2 mg/l des dérogations sont possibles mais avec une durée limitée et des
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Zones concernées par des teneurs élevées en fluor
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Norvège ( WHO, 2004 ). Aux Etats-Unis on retrouve une pollution plus générale. En Inde, 66
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fluorose est prophylactique ( MAGC Technologies Limited).
Les teneurs les plus fortes sont observées dans les eaux présentant de faibles teneurs en
calcium ( AFSSA, 2004, Mazet, 2002 ) c
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pauvres en calcium sont présents ( British Geological Survey et Wateraid, 2002 ).
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Synthèse As F Pb
BLARD
o LE PLOMB
La contamination est en général due à la dissolution des canalisations en plomb par une eau
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e( Robin, 2005 ) ; par exemple à Monceaux-le-Comte
dans la Nièvre, des concentrations naturellement élevées en Plomb ont été relevées (valeur
moyenne de 26 µg/l). La norme française est de 25 µg/l depuis le 25/12/2003 etl
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descendre à 10 µg/l au 26/12/2013. Le seuil est de 50 µg/l pour une eau brute qui va suivre un
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souterraine. En effet, le plomb présent dans le milieu naturel est retenu dans les sédiments ou
dans les roches. Seules 1,5 % des analyses réalisées au niveau des ressources en eau entre
1999 et 2002 en France ont montré la présence de plomb à des teneurs supérieures ou égales à
10 µg/L (0,4 % pour le seuil de 25 µg/L) ( Direction Générale de la Santé, 2003 ). Pour une
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la Santé, 2005 ).
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c( Clayton, 2005 ). La
circulaire du 28 Mars 2000 présente les différents traitements autorisés ( Direction Générale de la
Santé, 2000 ). A cette liste, il faut ajouter à ce jour le traitement GEH® de Degrémont, ce dernier
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sés ( Robin, 2005 ). Plusieurs thèses ou
synthèses reprennent les différents traitements envisageables pourél
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destinées à la consommation humaine ( CIRSEE, 2002, Dictor, et al., 2004, Lenoble, 2003,
Simeonova, 2004 ).
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dilution par le mélange avec des ressources de meilleure qualité ( US EPA, 2002 ).
Plusieurs aspects des procédés ont été étudiés : description, coût, avantages/inconvénients,
sous-produits, efficacité et exemples. Les principaux résultats sont résumés dans des tableaux en
fin de synthèse. Les procédés ont été classés en 4 grandes catégories : traitements classiques,
adsorption sélective ou échange ionique, rétention membranaire et procédés biologiques.
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( Lenoble, 2003 ).
Les ions phosphates ont une configuration similaire à celle des ions arsenic et peuvent jouer le
rôle de compétiteur ( Meng, et al., 2001 ).Les i
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( Laperche, et al., 2003 )
o TRAITEMENTS CLASSIQUES
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de qualité, par exemple les traitements de déferrisation ou de démanganisation.
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potassium (KMnO4) ( Meng, et al., 2001 ).D’
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chlorure de fer (FeCl3) ou le dioxyde de manganèse (MnO2) ( Lenoble, 2003 ). Le permanganate
de potassium et le chlorure de fer se sont avérés être les plus facilement utilisables.
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Synthèse As F Pb
BLARD
H2O2 NaOCl FeCl3 KMnO4
Stabilité
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Non
Oui
Oui
Risque
Non
Oui
Non
Non
Augmentation des déchets
Non
Non
Oui
Oui
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hèsedeLenoble car des études complémentaires
étaient nécessaires. Le permanganate de potassium est intéressant car en pratique une quantité
inférieure à celle prévue par la stoechiométrie est nécessaire. Le dichlore (Cl2) peut aussi être
utilisé ( US EPA, 2002 ).
Précipitation / Coprécipitation ( Meng, et al., 2001 )
 Adoucissement à la chaux
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5( Dictor, et al., 2004 ). La décarbonatation est efficace
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très efficace en présence de magnésium ( AFSSA, 2004 ), le Baryum jouerait aussi un rôle. Ce
procédé nécessite un certain niveau technique et des boues ou « perles » de CaCO3 sont
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Les résultats sont meilleurs en milieu acide, le pH doit être inférieur à 7.5 ( AFSSA, 2004 ). Les
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al
umi
ni
um ( Dictor, et al., 2004 ). La chaux est parfois
utilisée pour contrôler le pH. Ce procédé requiert un certain niveau technique et le traitement des
bouespr
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ajouté. Des concentrations élevées de manganèse ([Mn] > 1500 mg/l) et un pH compris entre 5 et
6 per
met
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ent d’
augment
er l
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endement ( Dictor, et al., 2004 ). La coagulation avec
FeCl3 nécessite une concentration en réactifs de 1 à 3 g/m3.
Concentration finale As
6 µg/l
< 4 µg/l
Concentration Fe nécessaire
1 mg/l
2 mg/l
Concentration PAC nécessaire
15 mg/l
25 mg/l
Ex
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c( US EPA, 2002 )
Concentration initiale As 14.3 µg/l
Le chlorure ferrique est beaucoup plus efficace à faible concentration. Une combinaison de sels
d’
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Billings Water Treatment Plant, Montana USA) avec 2 mg/l chlorure ferrique et du chlorure
d’
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utilisé à Baudricourt dans les Vosges (88), dans une station de traitement OTV créée en 1996
pour 100 m3/h (20h/24h) ( Hydroland, 2005 ).L’
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c
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e50100µg/
let10–15g/
m3 de FeCl3 sont ajoutés après une pré-oxydation au
dioxyde de chlore. Les boues récupérées lors du lavage des 2 filtres à sable sont envoyées vers
un épaississeur puis déshydratées à l'aide d'un filtre-presse. La production moyenne de boues
était de l'ordre de 15 - 20 kg/jour. La concentration finale en arsenic est comprise entre 2 et 4 µg/l.
Page 6 sur 21
Synthèse As F Pb
BLARD
o ADSORPTION SELECTIVE
L’
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(fer hydraté, Al, Ti
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organique contenant de la cellulose ( Simeonova, 2004 ). Les matériaux les plus utilisés sont les
oxy
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es ar
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es ( Simeonova, 2004 ). Des
systèmes non régénérables sont envisageables pour de petits débits et des teneurs inférieures à
25 µg/
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expédier en centres de stockage de classe I. Afin de limiter les dépôts en décharge et
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Alumine activée Al2O3 ( Sarvinder, et al., 2004 )
Seul As (V) est éliminé, une oxydation préalable est nécessaire. Les fluorines interfèrent, tout
comme les sulfates, les chlorures et les acides humiques ( Welté et Montiel, 2004 ). Cette
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Il est possible de mettre en série plusieurs installations.
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m3 avec un investissement de 5000
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,
une variante à forte porosité ou encore des formats propriétaires ( US EPA, 2002 ).
Exemple 1 : Vieux Ferrette, Haut Rhin
15 m3/h, 25000 m3/an, 10 à 20 µg/l As
En 2001, la SAUR propose un prix de 45000 €HTdont32000€pourl
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m3.Lecoûtt
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0.20 €/
m3.
Exemple 2 : Un pilote a été réalisé près de Boston (MA, USA) ( US EPA, 2002 )
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l
.
Exemple 3 : Au Bangladesh, Alcan enhanced activated alumina est le procédé le plus efficace
( NGO Forum for Drinking Water Supply & Sanitation, 2002 ).
Unité collective
Unité individuelle
Débit
> 300 l/h
< 100 l/h
Prix
$170
$34
Durée de vie
20 ans
Matériau du filtre
$220
$14
Capacité de traitement
80 m3
11 m3
Fabricant
( MAGC Technologies Limited)
( NGO Forum for Drinking Water Supply & Sanitation, 2002 )
GHF ( Moles, et al., 2004, Thirunavukkarasu, et al., 2003 )
Les ox
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différents noms :GEH® ouGHF (
Gr
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Hy
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de Fer
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.La co-précipitation avec les
hydroxydes de fer est la méthode la plus utilisée ( Pedron, 2004 ). A un pH inférieur à 8, As (III) et
As (V) sont éliminés, As (III) deux fois moins que As (V).
Page 7 sur 21
Synthèse As F Pb
BLARD
Cepr
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s( Moles, et al., 2004 ). Le contrelavage sert au décol
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centre de stockage de classe I.
Exemples :
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océdé GEH®,d’
ONDEO DEGREMONT ( AFSSA, 2000 ) est le seul ayant actuellement
l
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agr
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e( Direction Générale de la Santé, 2000 ).
Dans les pays en développement, un sachet de thé de cendres lourdes de charbon recouvertes
d’
hy
dr
ox
y
dedeFerpermettrait de passer de 2400 µg/l à 10 µg/l ( Clayton, 2005 ). La Lyonnaise
des Eaux développe aussi son propre type de granulés ( Kayser, 2005 ).
Les hydroxydes de fer amorphe (HFO) peuvent être utilisés comme matériau recouvrant la
goethite par exemple ( Lenoble, 2003 ). Les résultats sont meilleurs sur HFO et avec un pH acide
que sur des oxydes de fer du type Fe2O3.I
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ns de boues
( Katsoyiannis et Zouboulis, 2002 ). Il est possible de réduire la teneur en arsenic en dessous de
10µg/l. Le polymère utilisé est du polyHIPE.
Oxyde de manganèse MnO2 ( Driehaus, et al., 1995 )
A unpH i
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que.
Le matériau utilisé peut être du minerai ou du sable recouvert. La filtration sur sable
manganifère est utilisée par exemple pour le traitement des eaux minérales naturelles contenant
une teneur élevée en arsenic : « Clairvic » Volvic ( AFSSA, 2000 ), « Bonne source » et « Source
des Frères » Vittel ( AFSSA, 2000 ).J’
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Le minerai de manganèse ferrugineux peut être utilisé ( Chakravarty, et al., 2002 ). Ce composé à
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ai.
Un procédé innovant a été proposé ( Lenoble, 2003 ) : une résine de polystyrène est recouverte
de MnO2. Il y a alors aussi oxydation et adsorption simultanée. Les résines anioniques peuvent
retenir As (V). Au maximum, 53 mg As (III) (0.7 mmol) et 22 mg As (V) (0.3 mmol) ont été retenus
par gramme de résine ( Lenoble, 2003 ). Le précipité formé entre As (V) et Mn (II) est Mn3(AsO4)2.
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possibilités de régénération sont faibles.
Oxyde de fer Fe2O3 ( Roberts, et al., 2004 )
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l
( Zhang, et al., 2004 ). Diverses combinaisons sont envisagées comme support pouvant être
recouverts de Fe2O3 :
 Goethite, Haematite ou sable ( Welté et Montiel, 2004 )
 Anthracite ou charbon actif en grains (CAG)
Les rendements rencontrés pour certains matériaux recouverts sont ( Simeonova, 2004 ) :
 60% pourunecombi
nai
sond’
ant
hr
aci
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eetdeFe2O3
 50 % pour du sable recouvert de Fe2O3
 Le charbon actif en granulé donne de meilleurs rendements avec des oxydes de fer (II)
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Page 8 sur 21
Synthèse As F Pb
BLARD
Autres minerais et oxydes
Deux composés, kutnahorite et chabaz
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éerun milieu favorable à un procédé biologique
( Lievremont, et al., 2003 ). La kutnahorite est un carbonate de calcium et de manganèse
(CaMn(CO3)2) et la chabazite est un aluminosilicate de zeolite poreuse (CaAl2Si4O12, 6H20). Ce
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océdén’
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e( Dictor, et al., 2004 ).
Autres matériaux et supports innovants
 Sulfure de fer
Cette réaction nécessite des conditions anoxiques ( Simeonova, 2004 ).L’
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c peutêt
r
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adsorbé sur de la triolite (FeS) ou de la pyrite (FeS2) ( Bostick et Fendorf, 2003 ). Il y a alors
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arsénopyrite (FeAsS). La triolite (FeS)donne de mei
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modifié (Sulfur modified Iron SMI) comme innovation possible ( US EPA, 2002 ).
 Charbon actif
Le charbon actif existe sous deux formes : en granulé et sous forme de matrice uniforme. Ce type
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des oxydes de fer.
 Argiles pontées ( Lenoble, 2003 )
Les argiles sont parmi les matériaux les plus utilisés ( Simeonova, 2004 ) : kaolinite, bentonite,
argile bijoypur, zéolite, khabaz
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de la bentonite purifiée (fraction montmorillonitique). Les oxyhydroxydes donnent de meilleurs
résultats que les argiles, cependant, les argiles pontées avec du fer sont les seules régénérables
à 100 %. Les résultats sont meilleurs à pH acide.
 Matériaux organiques contenant de la cellulose ( Simeonova, 2004 )
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La chitine a une structure proche de la cellulose. Chitine et chitosan sont des polymères formés
de saccharides, contenant respectivement plus de 5000 unités de glucosoamine ou
d’
acétylglucosoamine ( Dambies, et al., 2000, Dambies, et al., 2002 ).Lesaut
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ns de chitosan imprégnés de
molybdates ( Dictor, et al., 2004 ).Pourav
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cetunrelargage
minimal de molybdates, le pH doit être entre 2 et 3.
Barrière perméable réactive
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u ( Dictor, et al., 2004 ).Ce t
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forcément le plus adapté ( Dictor, et al., 2004 ) : la pollution est rarement monoélémentaire et une
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envisagé. De plus, un colmatage peut intervenir, de nature mécanique, géochimique ou encore
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um peuvent être utilisés dans des conditions oxydantes.
Le fer au degré (0) permet aussi une oxydo-réduction et une adsorption ( Dictor, et al., 2004 ).
Cette méthode est adaptée pour As (III) et As (V). Tommy Ngai travaillant au MIT a proposé une
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seau en plastique contenant du sable, de la brique pilée, du gravier et des clous ( Clayton, 2005 ).
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en une seule étape.
Page 9 sur 21
Synthèse As F Pb
BLARD
Echange ionique
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retient que les anions, une oxydation préalable de As (III) en As (V) est donc nécessaire. La
rétention est difficile car on est en présence de traces. Il y a de plus des problèmes avec les
éluats produits. Ce procédé est particulièrement adapté pour les grandes échelles ( Simeonova,
2004 ).Lesr
ési
nesadapt
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nnov
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e( US EPA,
2002 ).
o RETENTION MEMBRANAIRE
Ces procédés sont efficaces mais onéreux ( Lenoble, 2003, Simeonova, 2004, Zhang, et al.,
2004 ).Lamét
hodees
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ens ( Simeonova, 2004 ). Les membranes sont utilisées en phase finale
d’
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ssement
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ej
us
qu’
à2ng/l en arsenic ( Dictor, et al., 2004 ).
Le principal inconvénient des techniques membranaires est le coût. Le rapport entre le volume
s
or
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antetent
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r
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ai
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eunhandi
capsii
lyaunmanqued’
eau( Dictor,
et al., 2004 ). La forte technicité de certains de ces procédés peut poser problème pour de petites
structures ( Pedron, 2004 ). Des précautions doivent être prises pour éviter la confusion entre eau
brute, eau traitée et concent
r
at
.Dansd’
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r
es pr
océdéspl
us cl
assi
ques
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ly a des phases
différentes comme des boues ou des solides, ce qui empêche la mauvaise utilisation.
Filtration membranaire après coagulation
Apr
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Nanofiltration ( Sato, et al., 2002 )
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2004 ). Il faut en général avoir autre chose à éliminer pour utiliser cette technique.
Osmose inverse ( Ning, 2002 )
Ce procédé retient As (III) et As (V) mais sans spécificité. Une reminéralisation est en général
nécessaire après traitement. Ce procédé est très onéreux et technique. Il y a de plus des
solutions à trouver pour les concentrats ( Welté et Montiel, 2004 ). Le prix de revient est de 10 à
15 €/
m3 pour un appareil individuel fournissant 100 l/jour ( Cadic, 2002 ).
Electrodialyse ( Welté et Montiel, 2004 )
Ce procédé ne retient que les formes ioniques. Il est onéreux et nécessite une compétence
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par biosorption, ou encore être modifié par un procédé réduisant le sulfate ( Simeonova, 2004 ).
Plusieurs procédés sont envisageables comme par exemple la filtration sur sable (ou tout autre
support) sur lequel un bi
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Page 10 sur 21
Synthèse As F Pb
BLARD
Les bactéries utilisées sont celles présentes dans les boues du filtre. Elles ont une capacité
arsénite oxydante et oxydent As (III) en As (V). Un projet pilote a été réalisé à Ambacourt dans
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eaux sont chargées en fer et arsenic. Un ajout de Fe (II) peut être nécessaire ( Grapin, et al.,
2002 ). Ce procédé a été testé sur des concentrations initiales en arsenic comprises entre 50 et
200 µg/l. Ses avantages sont nombreux. Les boues sont facilement déshydratables et la vitesse
de filtration étant plus élevée, cela permet un débit plus important. Il y a de plus une économie
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Exemple 1: As (III) est oxydé par Thiobacillus ferroxidans ( AFSSA, 2004 )
Exemple 2: Quelques données sur le pilote de déferrisation biologique ( Pedron, 2004 )
50 m3/h et 600 m3/j (120 à 150 l/j/hab, 4000 à 5000 habitants)
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colonne. Seuls les 50 premiers centimètres de la colonne sont actifs, un ajout de Fe (II) au milieu
de la colonne est envisageable. Fe(
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2002 ).
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La plupart des techniques classiques reposent sur les principes de précipitation, ou
adsorption/échange ionique ( British Geological Survey et Wateraid, 2002 ). Certains auteurs
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réactifs pouvant être utilisés sont la chaux Ca(OH)2, le sulfate de calcium CaSO4 ou le chlorure de
calcium CaCl2.Parex
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filtration. Ce procédé est utilisé en Inde ( Balaji). La décarbonatation fonctionne aussi.
La technique la plus reconnue est la technique Nalgonda, utilisée couramment en Inde : de
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(dans des seaux) ou à une échelle plus importante en unité de traitement pouvant traiter
quelques m3 ( British Geological Survey et Wateraid, 2002, Nawlakhe et Bulusu, 1989 ). Le coût
de cette technique est modéré.
o ADSORPTION
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Page 11 sur 21
Synthèse As F Pb
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retenir les ions fluorures ( Mazet, 2002 ). La décarbonatation en présence de phosphates peut
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o TECHNIQUES MEMBRANAIRES
En présence de calcium, il y a formation de CaF2 qui peut être retenu par nanofiltration. La
nanofiltration peut être considérée comme une osmose inverse à faible pression.
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membranes sélectives. Il est possible par ce procédé de diminuer la concentration en fluor.
o AUTRES TECHNIQUES
Une dépollution biologique des eaux est possible ( Latha, et al., 1999 ). Le tableau ci-dessous
donne quelques exemples de procédés de traitements disponible pour le traitement direct au
robinet ( Mariappan et Vasudevan, 2002 ).
Adsorption
Matières carbonées
Bois, Lignine
Charbon, Os
Résidus du pétrole
Coquilles de noix
Résidus de café ou de thé
Coque de noix de coco
Carbion, Defluoron-1
Defluoron-2
Alumine activée
Bauxite
Minéraux argileux
Calcite
Biomasse
Echange ionique
Résine anionique NCL
Tulsion A27
Lewatit-MIH-59
Amberlite IRA-400
Deacedodite FF-IP
Résine Waso-14
Polystyrene
hydroxy
sulfate (PAHS)
Précipitation
Chaux
Aluminium
Chaux et Aluminium
(Technique Nalgonda)
Polyaluminium chloride
(PAC)
Autres
Electrochimique
(électrode
en
aluminium)
Electrodialyse
Osmose Inverse
Page 12 sur 21
Synthèse As F Pb
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remplacement des canalisations en plomb est aussi envisagé.
Des procédés existent pour le traitement direct au robinet. Le principe
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(Photo Générale des Eaux)
De nombreux filtres individuels existent dans le commerce et ne se sont
pas forcément spécifiques au plomb. Les filtres à cartouche Doulton par
exemple éliminent le plomb et autres métaux lourds à plus de 98 %
(http://www.ideesmaison.com/eco/vel/eautraite.htm). La cartouche de remplacement coûte 55 €et
permet de traiter 2500 litres soit environ 20 €/
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ou de source en bouteille est de 300 €/
m3.
Le charbon actif existe sous deux formes : en granulé et sous forme de matrice uniforme. Par
exemple, une cartouche pour traiter 120 à 150 litres coûte entre 4 et 8 euros soit 40 €/
m3
( Johnson). Le débit est de 1 à 2 litres par minute ( IANR, 1997 ).
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Le tableau ci-dessus a été réalisé en comparant les différents traitements pour chaque élément
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peuvent être envisagées en parallèle ou en série, des essais pilotes devront au préalable valider
ces possibilités.
Page 13 sur 21
Synthèse As F Pb
BLARD
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Page 14 sur 21
Synthèse As F Pb
Méthodes
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Précipitation
Clarification
Conditions
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As (V)
Préoxydation
nécessaire
Ajout de Mg pour
meilleure efficacité
Adoucissement à la chaux
Efficacité
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Laboratoire
Pilote
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>= 95 %
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>= 95 %
>= 95 %
< 90 %
95 %
< 5 ug/l
Coagulation sur filtre
X
X
Coagulation et microfiltration
Elimination du fer et du manganèse
Oxydation physico-chimique du
fer/manganèse
Oxydation / filtration
Génération électrochimique de fer
+
X
pour adsorption 300
l/min/m²
Adsorption / échange ionique
Charbon Actif (Poudre/grain)
As (V)
résine anionique base Sulfate > 50 mg/l
forte
PO4 > 1 mg/l
F > 2 mg/l
5 min temps contact Mn > 0.05 mg/l
SO4 > 720 mg/l
Fe > 0.5 mg/l
Résine échangeuse d'ions
Alumine activée
Granulés d'Hydroxydes de Fer
< 90 à 95 %
80%
>= 95 %
Pas de préoxydation ?
3 fois plus cher que
5 min temps contact
Al. Activée
200 l/min/m²
Oxyde de manganèse (MnO2)
- sable vert (glauconite et MnO2)
- minerai : pyrolucite
PO4
+
+
90 % pendant
500 V/V
90 % pendant 500 à
1000 V/V
+
X
90 % pendant 500 à
1000 V/V
95 %
X
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Très bonne
80 % pour sable vert
Pas de préoxydation
Techniques membranaires
Coagulation et microfiltration
5 min floc
Nanofiltration
Electrodialyse
Très elevé
Osmose inverse
Très elevé
Silicates à pH
élevé
? 95 %
Turbidité
Préoxydation pas
obligatoire
Membranes à faible
pression
Turbidité
? 95 %
BAT = Best Available Technique
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Page 15 sur 21
X
Synthèse As F Pb
BLARD
o TABLEAU DE SYNTHESE POUR LE FLUOR
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( British Geological Survey et Wateraid, 2002 )
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la turbidité. Le pilote envisagé dans la Nièvre prévoit un suivi turbidimétrique avec un bypass. Les
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délai pour que le système redevienne efficace après intervention. La lutte contre le plomb est
considérée comme un traitement marginal. Une seule des ressources sur les 6 posant problème
dans la Nièvre est concernée par le plomb ( Kayser, 2005 ).Lemar
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la société IRH et les résultats sont attendus pour septembre 2006.
Des filtres pour robinet pouvant retenir le fluor et le plomb ont été développés ( Johnson). Ces
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Le CNRS et la société Européenne de Traitement des Eaux (ETE www.etefrance.com) ont
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consommation humaine ( CNRS, 2000 ). Le matériau utilisé est le feldspath activé
thermiquement. Le plomb a été ramené de 50 µg/l à quelques µg/l. Deux charges de 1 kg de
feldspath permettent de traiter 300 m3,l
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testés.
Volume traité par volume de matériau
Aquabind XP 2 : composé contenant des
1760 V/V
oxydes métalliques (Apyran technologies)
Alcan CPN (
gr
anul
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al
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2230 V/V
Alcan AA FS 50
2480 V/V
(alumine activée recouverte de fer)
GHF
6370 V/V
Capacité de traitement de 4 matériaux ( US EPA, 2002 )
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