Contamination des déchets municipaux
Les eaux usées produites au niveau domestique et rejetées dans les stations d’épuration comprennent des contaminants tels que les savons, les produits de nettoyage, les produits pharmaceutiques, les médicaments et les produits de soins personnels.
Les principes actifs pharmaceutiques (API), en particulier, sont considérés comme difficiles à éliminer des eaux usées, car les systèmes de traitement plus anciens ou moins sophistiqués sont beaucoup moins efficaces pour les éliminer. Ils couvrent toute une gamme de produits pharmaceutiques et vétérinaires qui sont devenus des contaminants préoccupants émergents.
Ces produits comprennent les antibiotiques, les antidépresseurs, les anticonvulsivants, les antimicrobiens, les antihistaminiques, les anti-inflammatoires, les médicaments pour le cœur, les régulateurs lipidiques et les traitements du diabète.
Les composés pharmaceutiques peuvent être libérés dans l’environnement naturel après qu’une personne a pris le médicament et qu’il a été éliminé par son organisme, par une élimination inappropriée de médicaments non utilisés ou par leur utilisation chez les animaux. Après avoir été évacués dans les égouts, ces composés sont ensuite rejetés dans les rivières par le processus standard de traitement des eaux usées ou par un déversoir d’orage unitaire (CSO). Ces systèmes de déversement sont particulièrement préoccupants car les eaux usées non traitées constituent probablement une source importante de ces composés.
Nombre de ces résidus pharmaceutiques ou médicinaux rejetés dans les eaux usées urbaines peuvent donc potentiellement affecter négativement l’état écologique de nos rivières et cours d’eau. Des concentrations ont été détectées à des niveaux considérés comme préoccupants sur le plan écotoxicologique pour la vie aquatique. Cela pose également un problème pour la santé humaine, car cette pollution pharmaceutique peut se déplacer en aval pour devenir la source d’eau d’alimentation de nos stations de traitement d’eau potable. Ils peuvent alors avoir des effets dangereux sur la vie humaine et aquatique en raison d’une possible bioaccumulation dans la chaîne alimentaire.
Certains de ces polluants peuvent inclure ce qui est classé comme substances persistantes, bioaccumulables et toxiques (PBT), qui sont des composés présentant une forte résistance à la dégradation.
De plus, bien que les eaux usées puissent être traitées dans une certaine mesure dans les stations d’épuration, le produit solide restant est connu sous le nom de « boues ». Ces boues sont riches en nutriments et, dans certaines régions, elles sont épandues sur les terres par les agriculteurs pour servir d’engrais et améliorer le sol.
Cependant, on s’inquiète de plus en plus du fait que ces boues d’épuration contiennent encore un cocktail de contaminants, notamment des produits pharmaceutiques et des substances chimiques PFAS, qui peuvent ensuite plus facilement se retrouver dans les systèmes fluviaux.
Réglementations sur les eaux usées urbaines
Les réglementations relatives au traitement de l’eau et des eaux usées en Europe ont subi des modifications importantes ces dernières années pour inclure les substances présentes dans les rejets d’eaux usées urbaines et domestiques.
La Directive sur le traitement des eaux urbaines résiduaires – 91/271/CEE, adoptée pour la première fois en 1991, concernait le traitement et le rejet des eaux urbaines résiduaires et de certains secteurs industriels.
Cette directive a maintenant été mise à jour pour traiter de nouvelles sources de pollution urbaine et de nouveaux polluants qui sont apparus, tels que les micropolluants pharmaceutiques et cosmétiques.
La directive mise à jour s’applique à un plus grand nombre de zones et de nouvelles normes seront appliquées aux micropolluants, notamment une surveillance systématique des PFAS désormais requise. La nouvelle loi vise à garantir que les coûts de tout traitement avancé seront principalement couverts par l’industrie responsable, plutôt que par les tarifs de l’eau ou les fonds publics.
Alors que la directive-cadre sur l’eau (DCE) 2000/60/CE originale a établi la politique de l’UE en matière d’eau, la directive sur les eaux souterraines (DES) 2006/118/CE a fourni un cadre pour la protection des eaux souterraines contre la pollution. La directive 2008/105/CE a ensuite établi les normes de qualité environnementale pour l’eau. Celles-ci ont toutes été modifiées en 2022 pour fixer de nouvelles normes pour une série de substances chimiques préoccupantes afin de lutter contre la pollution chimique de l’eau. Les annexes de cette proposition, en particulier, précisent davantage les substances spécifiques préoccupantes.
Une méthode utilisée pour déterminer le seuil admissible pour ces produits est la concentration prédite sans effet (PNEC). La PNEC est la concentration du produit chimique qui marque la limite en dessous de laquelle aucun effet néfaste de son exposition dans un écosystème n’est mesuré.
Les valeurs PNEC sont utilisées comme objectif de traitement ciblé ou comme outil d’évaluation environnementale. La PNEC est largement utilisée en Europe par l’Agence européenne des produits chimiques, le programme d’enregistrement, d’évaluation, d’autorisation et de restriction des substances chimiques (REACH) et d’autres agences de toxicologie pour évaluer les risques environnementaux.
Traitement des eaux usées avec du charbon actif
Le charbon actif possède une structure extrêmement poreuse avec une surface énorme qui lui permet d’adsorber un large éventail de polluants avant leur rejet potentiel dans l’environnement. Le charbon actif est donc considéré comme un moyen très efficace d’éliminer les substances traces telles que les produits pharmaceutiques et les médicaments des eaux usées.
Le charbon actif est généralement utilisé dans la quatrième étape de traitement des stations d’épuration, avec une utilisation croissante du charbon actif en grains pour cette application. Le charbon actif en grains est généralement installé dans des lits filtrants ou des cuves, parfois sur des supports de sable ou de gravier, où l’eau à traiter passe généralement à travers lui en flux descendant. Une fois que le charbon en grains est saturé d’organiques adsorbés et/ou est moins efficace en fonctionnement, il peut être recyclé par réactivation thermique pour être réutilisé, ce qui réduit l’empreinte CO2 du traitement de purification.
Historiquement, le charbon actif en poudre (PAC), qui sont de très petites particules de charbon actif – généralement entre 1 et 100 μm de diamètre, a été utilisé pour cette application. Le PAC serait ajouté directement aux eaux usées, agité, laissé en contact avec la solution pendant une période de temps, puis séparé par filtration.
Le PAC présente l’avantage de pouvoir être facilement utilisé pendant de courtes périodes, c’est-à-dire lorsque des problèmes de pointe existent, puis arrêté lorsqu’un tel traitement n’est plus nécessaire. Cependant, le PAC ne peut pas être réutilisé et est éliminé par gazéification ou incinération des boues biologiques. Par conséquent, le PAC a une empreinte CO2 plus importante par rapport à l’utilisation de charbon actif en grains réutilisable.
La gamme de charbons vierges, réactivés et renouvelables de Chemviron est conçue pour être très efficace pour l’élimination des contaminants traces. Nous serons heureux de vous conseiller sur le charbon le plus approprié pour vos besoins spécifiques.
Quels polluants pharmaceutiques et médicinaux peuvent être éliminés à l’aide du charbon actif ?
Le charbon actif, sous forme granulaire ou en poudre, est très efficace pour l’élimination d’un large éventail de polluants organiques et hydrocarbonés, de composés non biodégradables et de micropolluants des eaux usées.
Certains des principes actifs pharmaceutiques, produits médicinaux et de soins médicaux qui ont été trouvés dans les eaux usées et peuvent être éliminés avec la technologie du charbon actif sont indiqués dans le tableau ci-dessous :
| Acétaminophène | Diclofénac | Kétoprofène |
| Amisulpride | Érythromycine | Metformine |
| Aténolol | Estrone | Méthyl benzotriazole |
| Azithromycine | Éthinylestradiol | Métoprolol |
| Benzotriazole | Fexofénadine | Naproxène |
| Benzoylecgonine | Fluoxétine | Norfluoxétine |
| Bêta-estradiol | Furosémide | Orlistat |
| Caféine | Gabapentine | Paracétamol |
| Candésartan | Hydrochlorothiazide | Primidone |
| Carbamazépine | Hydroquinone | Propranolol |
| Époxyde de carbamazépine | Irbésartan | Simvastatine |
| Cétirizine | Ibuprofène | Sotalol |
| Citalopram | Iohexol | Sulfaméthoxazole |
| Clarithromycine | Ioméprol | Sulfanilamide |
| Cocaïne | Iopamidol | Triméthoprime |
| Cyclophosphamide | Iopromide | Venlafaxine |
| Diatrizoate |
Étant donné que de nombreuses substances API peuvent être assez difficiles à éliminer des eaux usées, Chemviron est en mesure de fournir des conseils et un soutien techniques sur l’efficacité probable du charbon actif en tant que solution appropriée.
Comment Chemviron peut-il vous aider ?
La sélection du charbon actif le plus approprié peut dépendre de plusieurs facteurs. Cela inclut les types et la gamme de composés ou de contaminants qui doivent être éliminés, leurs concentrations, le schéma de traitement impliqué, ainsi que le pH du flux de déchets concerné.
En tant que fabricant de charbons actifs de houille, de noix de coco et de bois sous formes granulaire et en poudre, Chemviron est en mesure de produire et de sélectionner le produit le plus approprié pour la solution de traitement requise.
Évaluation des performances pour garantir la sélection de la solution la plus efficace
Étant donné que chaque source d’eau peut contenir différentes combinaisons de polluants, il peut être approprié d’effectuer un test en laboratoire sur un échantillon d’eau représentatif. De tels tests peuvent évaluer l’efficacité probable du charbon actif pour répondre aux exigences de traitement requises et nous permettre de proposer la solution technique la plus appropriée.
Les tests d’isotherme constituent une méthode de laboratoire rapide pour évaluer l’élimination des matières organiques de l’eau. Les tests pilotes sont beaucoup plus efficaces pour indiquer l’utilisation probable du charbon, mais peuvent prendre du temps. Chemviron peut cependant fournir un soutien et des conseils en utilisant nos unités pilotes, qui comprennent notre gamme de filtres à charbon mobiles plus petits.
Alternativement, il existe le test de colonne accéléré (ACT), qui a été développé par notre propre équipe de scientifiques et d’ingénieurs. Il s’agit d’une procédure améliorée à l’échelle du laboratoire qui combine la rapidité d’un test d’isotherme avec la précision d’une colonne pilote. L’ACT simule un système de traitement à grande échelle pour fournir des données de test de percée pour l’élimination des impuretés organiques définies, mais dans un temps beaucoup plus court.
L’ACT peut être appliqué à tous les types d’eau et, comme Chemviron effectue ces tests depuis plus de quarante ans, nous disposons d’une vaste bibliothèque de référence. Grâce à cette vaste expérience technique, Chemviron peut travailler avec vous pour conseiller et recommander le produit offrant les performances optimales pour votre application spécifique.
Recyclage du charbon usé et filtres à charbon mobiles pour la durabilité et les économies de coûts
Lorsque du charbon actif en grains est utilisé, une fois que le charbon installé dans le filtre est devenu moins efficace en fonctionnement, il peut être recyclé par réactivation thermique pour être réutilisé. La réactivation consiste à traiter le charbon usé dans un four à haute température où les matières organiques indésirables sur le charbon sont détruites thermiquement. Le recyclage du charbon actif par réactivation thermique est une technologie durable et respectueuse de l’environnement qui répond à tous nos objectifs de minimisation des déchets et de réduction des émissions de CO2.
S’il s’agit d’une application de traitement nouvelle ou localisée, pourquoi ne pas envisager d’utiliser nos filtres à charbon mobiles disponibles à la location ? Ceux-ci peuvent être utilisés sur site comme cuve de traitement, puis pour transporter le charbon vers et depuis le site, sans nécessiter d’échange de charbon sur site. Chemviron dispose d’une gamme de ces filtres à charbon mobiles de différentes tailles et capacités, y compris ceux destinés à une utilisation dans des environnements à faible pH.
Si vous avez besoin d’un soutien technique pour évaluer vos options de traitement probables, d’aide pour le choix du charbon actif, de l’utilisation de notre service de réactivation, de l’aide de notre service de filtre à charbon mobile ou simplement de conseils supplémentaires, veuillez nous contacter – contactez notre équipe technique.