Matière organique naturelle
La matière organique naturelle (MON), également connue sous le nom de matière organique de fond (BOM), est la matière organique présente dans toutes les sources d’eau douce. La majeure partie de la matière organique naturelle provient de la décomposition ou de la dégradation de la végétation, de la vie animale, des bactéries et des algues qui pénètrent dans les ruisseaux, les rivières, les lacs et les aquifères.
Les MON sont composées de nombreux composés humiques et fulviques différents dont seul un faible pourcentage peut être identifié. Comme ils ne peuvent généralement pas être identifiés individuellement, ils sont souvent mesurés en tant que groupe de plusieurs manières différentes. Celles-ci incluent le carbone organique total (COT), le carbone organique dissous (COD), l’adsorption ultraviolette à 254 nm (UV254), et l’oxydabilité ou l’indice de permanganate.
La composition de la MON varie considérablement en fonction de la géographie et de la géologie du lieu de prélèvement de l’eau. En particulier, les eaux souterraines, en raison de leur purification naturelle, présentent de faibles concentrations de matières organiques, avec généralement moins de 2 mg/l mesurés en COD. En revanche, les eaux de surface présentent généralement des concentrations de matières organiques plus élevées et plus variables, avec un COD typique de 4 mg/l.
Élimination de la matière organique naturelle
La MON est souvent qualifiée de « bruit de fond » lors de l’examen de l’élimination de composés spécifiques par le charbon actif. En effet, le niveau organique de fond entrera en compétition avec les contaminants spécifiques pour les sites d’adsorption disponibles sur le charbon actif.
La majeure partie de la matière organique naturelle est généralement éliminée lors des étapes de coagulation, de floculation et de filtration du processus de traitement de l’eau avant la chloration. Le niveau de matière organique naturelle peut également affecter l’efficacité des opérations de l’usine d’eau potable et la qualité de l’eau traitée.
Le charbon actif est largement utilisé comme moyen supplémentaire pour capturer toute matière organique dissoute qui pourrait échapper au traitement lors de l’étape de coagulation. Ces dispositifs sont généralement placés dans un filtre primaire ou de dégrossissage avec des types de charbon actif à lit grossier pour éviter l’accumulation de perte de charge.
La matière organique naturelle doit être efficacement réduite dans l’eau potable pour plusieurs raisons :
- La MON est généralement la source des composés formant un goût et une odeur désagréables que l’on trouve dans l’eau potable – voir la section suivante
- La couleur de l’eau potable est composée d’une large gamme de molécules variées, souvent de poids moléculaire très élevé, qui varient selon les eaux. La MON peut être responsable de la coloration jaune ou brune de l’eau.
- La MON peut être un substrat permettant aux bactéries et aux champignons de survivre d’une manière qui favorise la croissance microbienne dans un système de distribution d’eau.
- Il est important d’éliminer les substances humiques avant la chloration, car la MON réagira également avec le chlore pour former des sous-produits de désinfection toxiques indésirables tels que les trihalométhanes (THM).
La directive actualisée sur l’eau potable (UE) 2020 (2020/2184) protège la qualité de l’eau potable et fait partie de la réglementation sur l’approvisionnement en eau et l’assainissement dans l’Union européenne.
Élimination du goût et de l’odeur
Les goûts et les odeurs de l’eau sont dus à la présence de très faibles concentrations de composés principalement naturels qui se situent souvent dans la plage de concentration du nanogramme par litre (ng/l). Il est donc souvent très difficile de déterminer quelles molécules spécifiques sont responsables du goût et de l’odeur particuliers. Les composés naturels les plus connus sont la géosmine et le 2-méthylisobornéol.
Étant donné que les composés formant les goûts et les odeurs sont difficiles à analyser, un nombre de dilution peut être utilisé. Il s’agit du nombre de fois qu’un échantillon d’eau doit être dilué avec de l’eau exempte d’odeur et de goût jusqu’à ce que le goût et l’odeur ne puissent plus être détectés.
Les sources courantes de problèmes de goût et d’odeur peuvent inclure les algues bleu-vert et les actinomycètes. Il s’agit d’un groupe complexe de bactéries anaérobies facultatives présentes dans le sol qui peuvent former des terpénoïdes et des pyrazines souvent associés à des faux-goûts dans l’eau potable. Cependant, d’importantes proliférations d’algues et les algues bleu-vert ou cyanobactéries formant de l’écume peuvent libérer des toxines algales telles que la microcystine. Celles-ci peuvent être particulièrement nocives pour les humains et les animaux en cas d’ingestion ou de contact avec une eau chargée d’algues.
Élimination du goût, de l’odeur et des matières organiques sur charbon actif
L’utilisation initiale du charbon actif dans de nombreuses usines de traitement de l’eau était principalement destinée à l’élimination du goût et de l’odeur.
Pour les problèmes de goût et d’odeur courts ou périodiques (saisonniers), le charbon actif en poudre est efficace lorsqu’il est ajouté à l’eau, mélangé et éliminé par décantation ou filtration. Lorsque le problème devient persistant, des lits de charbon actif en grains sont généralement installés avec des temps de contact relativement courts. De plus, les molécules organiques dotées de liaisons carbone-soufre ont souvent un mauvais goût et une mauvaise odeur ; celles-ci sont souvent adsorbées préférentiellement sur le charbon actif.
Le charbon actif est efficace dans une certaine mesure pour réduire la couleur de l’eau, mais ses performances peuvent varier considérablement d’une eau à l’autre et selon la nature de la couleur. Des essais sont normalement recommandés dans cette application pour déterminer les performances.
Le charbon actif en grains est l’une des solutions les plus reconnues pour l’élimination d’une large gamme de contaminants organiques de l’eau potable depuis sa première application il y a plus de 50 ans. Lorsque le charbon actif en grains a démontré une efficacité prouvée dans l’élimination des contaminants organiques, les temps de contact ont été prolongés pour ses applications ultérieures concernant l’élimination des THM, des pesticides, des POP et désormais des PFAS.
Quelles matières organiques peuvent être éliminées à l’aide du charbon actif ?
Le charbon actif, principalement sous forme de grains ou de poudre, possède donc une excellente capacité d’adsorption pour l’élimination d’une large gamme de composés organiques dans l’eau potable. Certaines des substances qui peuvent être efficacement éliminées grâce à la technologie du charbon actif sont répertoriées dans les tableaux ci-dessous :
| Toxines algales | Acide humique | Pesticides |
| Couleur | 2-Méthylisobornéol (MIB) | Goût |
| Sous-produits de désinfection (SPD) | Microcystine | Terpénoïdes |
| Acide fulvique | Matière organique naturelle (MON) | Carbone organique total (COT) |
| Géosmine | Odeur |
Pour plus d’informations sur l’élimination des pesticides, des POP et des composés organiques chlorés, veuillez consulter notre article.
Pour plus d’informations sur l’élimination des sous-produits de désinfection ou des THM, veuillez consulter notre article.
Pour plus d’informations sur l’élimination des PFAS et des pesticides, veuillez consulter notre article.
Comment Chemviron peut-il vous aider ?
Chaque source d’eau est unique, présentant souvent différents types de composés de goût et d’odeur. Il est donc parfois approprié de réaliser un test en laboratoire sur un échantillon d’eau représentatif pour comprendre l’efficacité probable de l’utilisation du charbon actif.
Le charbon le plus efficace à utiliser peut dépendre de la nature du contaminant organique, de son niveau de concentration et des étapes globales de traitement impliquées. Chemviron aide ses clients actuels et potentiels dans toute l’Europe à trouver les moyens les plus efficaces d’utiliser le charbon actif.
Évaluation des performances pour garantir la sélection de la solution la plus efficace
Des tests d’isotherme pour évaluer l’élimination des matières organiques à l’aide du charbon actif peuvent être utilisés pour déterminer le COT probable de l’effluent et donc l’efficacité probable du CAG. Les essais à l’échelle du banc ou les essais pilotes sur site sont toujours considérés comme beaucoup plus efficaces pour indiquer la consommation probable de charbon. Chemviron peut apporter son soutien et ses conseils grâce à nos unités pilotes qui incluent notre gamme de filtres à charbon mobiles plus petits.
De plus, Chemviron dispose d’une vaste bibliothèque de références de données de performance pour aider à fournir une solution technique appropriée.
Charbons actifs proposés pour une performance efficace
Chemviron propose une large gamme de charbons actifs en poudre et en grains pour ces applications. Les charbons actifs en poudre PULSORB® ainsi que nos charbons actifs en grains CARBSORB® et FILTRASORB® sont largement utilisés depuis de nombreuses années pour éliminer les composés formant des goûts et des odeurs.
Les charbons FILTRASORB®, en particulier, sont les charbons actifs en grains les plus largement utilisés pour le traitement de l’eau potable. Cela est principalement dû à leur excellente capacité d’adsorption, à leur durée de vie éprouvée et à leur grande durabilité pour de multiples cycles de réactivation. Les charbons actifs FILTRASORB® sont produits à partir de qualités sélectionnées de charbon bitumineux, par un processus en deux étapes qui ré-agglomère le produit avant l’activation à la vapeur.
Grâce à notre vaste expérience dans ce domaine, Chemviron peut collaborer avec vous pour vous conseiller sur les charbons appropriés pour votre application spécifique et sur la manière d’en garantir une utilisation efficace. Cela comprend un soutien pratique sur site, par exemple pour le lavage à contre-courant, nécessaire pour assurer un flux régulier à travers le lit.
Recyclage du charbon usé et filtres à charbon mobiles pour la durabilité et des économies de coûts
Le charbon actif en grains installé dans les usines d’eau peut être recyclé par réactivation thermique. Le charbon réactivé peut ensuite être retourné à l’usine d’eau d’où il a été collecté et remis en service pour plusieurs années supplémentaires. La réactivation thermique consiste à traiter le charbon usé dans un four à haute température où les matières organiques indésirables présentes 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.
Si l’application concerne une eau souterraine, un traitement temporaire ou de pointe, pourquoi ne pas envisager l’utilisation de filtres à charbon mobiles disponibles à la location. Il s’agit de filtres à charbon actif qui peuvent être utilisés sur site à la fois comme cuve de purification d’eau, puis transportés vers et depuis le site sans nécessiter d’échange de charbon sur place.
Chemviron dispose d’une gamme d’unités de différentes tailles et capacités, y compris des filtres à charbon mobiles plus petits qui peuvent être utilisés comme unités pilotes. Si un filtre à charbon mobile est utilisé, le charbon usé peut être facilement retourné dans le filtre à charbon mobile vers notre centre de réactivation pour traitement.
Si vous avez besoin d’un support technique pour évaluer le traitement proposé, d’une aide pour le choix du charbon actif, de notre service de réactivation, de l’utilisation de notre service de filtres à charbon mobiles ou simplement de conseils supplémentaires, n’hésitez pas à nous contacter – contactez notre équipe technique.