SUEZ Water - Eau et technologies de traitement de l'eau

Technologies de traitement, assainissement et élimination des PFAS

Les PFAS sont les substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées. On estime que ces composés communs et toxiques sont présents dans jusqu'à 10 % des réserves d'eau potable aux États-Unis.

SUEZ - Water Technologies & Solutions a développé et présenté une gamme de technologies d'élimination et d'assainissement visant à répondre au problème de la contamination pour chacune des applications industrielles, militaires et municipales à travers le monde. Notre gamme de technologies est inégalée en termes d'étendue, de potentiel et de capacité d'adaptation aux situations spécifiques, avec un capital et un coût d'exploitation aussi réduits que possible.

Technologies de traitement, assainissement et élimination des PFAS

Les PFAS sont les substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées. On estime que ces composés communs et toxiques sont présents dans jusqu'à 10 % des réserves d'eau potable aux États-Unis.

SUEZ - Water Technologies & Solutions a développé et présenté une gamme de technologies d'élimination et d'assainissement visant à répondre au problème de la contamination pour chacune des applications industrielles, militaires et municipales à travers le monde. Notre gamme de technologies est inégalée en termes d'étendue, de potentiel et de capacité d'adaptation aux situations spécifiques, avec un capital et un coût d'exploitation aussi réduits que possible.

Aperçu

Les PFAS se sont établis comme l'un des principaux problèmes de contamination d'eau potable durant les années 2010, surpassant les autres substances habituelles telles que le chrome hexavalent, les perchlorates, les nitrates, les pesticides, le MTBE (l'additif de l'essence méthyl tert-butyl éther), l'arsenic, les PCB et les perturbateurs endocriniens. Le nombre croissant de mentions dans les publications scientifiques et articles populaires révèle le niveau d'inquiétude qui règne aux États-Unis, au Canada, en Australie et au sein de l'Union européenne.

Pour la procédure ordinaire, nos spécialistes des PFAS se rendront sur votre site afin de prendre plusieurs échantillons d'eau et de mieux comprendre votre cas particulier, votre bilan hydrologique, les contraintes réglementaires, vos besoins en matière de rejet et de flux de traitement ainsi que vos plans d'avenir. Quelques jours plus tard, nous vous présenterons une solution sur mesure adaptée à votre cas spécifique. La solution se compose généralement d'une combinaison des différentes technologies. En cas d'urgence, nous pouvons assurer une solution toute prête en quelques jours et l'adapter plus tard en fonction de votre planning.

Pour télécharger notre fiche d'information sur les données en matière d'eau et les avantages pour les clients cliquez ici.

Fonctionnement

Processus de dépollution

Le processus de dépollution des PFAS peut être assez compliqué, en raison des nombreux défis chimiques.

De nombreuses techniques typiques de purification de l'eau ne sont pas capables d'éliminer les PFAS de l'eau. Ces techniques inefficaces comprennent la biodégradation, la filtration micronique, la filtration avec le sable, l'ultrafiltration, la coagulation, la floculation, la clarification et l'oxydation par le biais de la lumière ultraviolette, l'hypochlorite, le dioxyde de chlore, la chloramine, l'ozone ou le permanganate. Aucune de ces techniques ne fonctionnera. Les seules techniques qui ont été trouvées pour éliminer les PFAS de l'eau sont l'adsorption au charbon, l'échange d'ions et l'osmose inverse. En outre, certaines techniques expérimentales, comme la flottation des gaz, sont testées avec succès.

Prétraitement

Avant le traitement d'élimination des PFAS, l'eau doit d'abord être traitée pour éliminer les solides en suspension, les particules, les colloïdes, le fer, le manganèse, le carbone organique total, les agents oxydants, les bactéries et divers autres contaminants, afin que le milieu carboné, le milieu échangeur d'ions ou l'unité d'osmose inverse puisse réussir à éliminer les SPFA. De cette façon, l'eau est considérée comme prétraitée avant le retrait des PFAS. Ce prétraitement peut comprendre un grand nombre des techniques mentionnées ci-dessus au deuxième paragraphe : filtration micronique, clarification, etc.

Élimination des PFAS

Une fois que l'eau a été préparée, on sélectionne la technique d'élimination des PFAS. Enfin, une fois que les PFAS ont été éliminés par le carbone, l'échange d'ions ou l'osmose inverse, ils doivent être éliminés de façon permanente. Chacune de ces technologies présente de nombreux avantages et inconvénients. Pour en savoir plus sur la technologie d'élimination des PFAS qui vous convient le mieux, contactez-nous ou téléchargez la brochure en haut de la page

Élimination

L'élimination classique consiste soit à brûler les PFAS dans un incinérateur à haute température (meilleure technologie disponible). Avec le carbone, le support en carbone peut être recyclé pour être utilisé ailleurs après la combustion du PFAS. Avec de la résine, ce suport est généralement utilisé puis incinéré. La résine dure très longtemps, ce qui permet de faire des économies substantielles. Avec l'osmose inverse, le client doit avoir une destination appropriée pour le flux d'eau concentré, qui est appelé rejet OI. Ce flux peut lui-même être traité avec du carbone ou, dans certains cas, avec un échange d'ions avant d'être rejeté. Comme le volume d'eau rejeté est faible par rapport à celui du flux d'alimentation, cela permet de faire des économies. Tout rejet serait soumis à l'approbation des autorités réglementaires. Le flux pourrait également être injecté en profondeur ou traité par évaporation-cristallisation suivie d'une incinération ou d'une mise en décharge.

Historique des PFAS

Il existes de nombreuses variétés de substances perfluoroalkylées. Bien qu'on estime qu'il existe environ 4700 variations différentes de ces composés (chiffre qui augmente toujours), les variantes les plus inquiétantes sont généralement les chaînes de 4 à 9 atômes de carbone entièrement saturées de fluor et se terminant par un fragment sulfonique ou carboxylique, ou par un groupement fonctionnel. Certains des PFAS les plus inquiétants et leur abréviation sont : les acides sulfoniques/sulfonates : - PFBS - acide perfluorobutane sulfonique - PFHxS - acide perfluorohexane sulfonique 8 - PFOS - acide perfluorooctane sulfonique​​​​​​​ Acides carboxyliques : - PFBA - acide perfluorobutanoïque - PFHxA - acide perfluorohexanoïque​​​​​ - PFHpA - acide perfluoroheptanoïque - PFOA - acide perfluorooctanoïque ​​​​​​- PFNA - acide perfluorononanoïque​​​​​​​

Cette classe de composés existe depuis plus de 60 ans et a été développée par des chimistes organiques dans le cadre de la recherche d'agents de surface plus efficaces pour certaines applications. Les trois classes d'applications les plus courantes sont les mousses de lutte contre les incendies, les agents de surface pour les produits de consommation et les agents de surface destinés au secteur de la fabrication. Les mousses extinctrices contenant des PFAS forment un film très efficace pour éteindre les incendies d'hydrocarbures liquides. La mousse enveloppe le carburant liquide afin d'étouffer le feu. Les produits de consommations exploitent les PFAS afin d'obtenir des emballages résistant aux huiles et des tissus et cuirs anti-taches. Enfin, les applications de fabrication comprennent les émulsifiants, les agents mouillants et des composants de matériaux de revêtement. Les caractéristiques lipophobe et hydrophobe des PFAS assurent une performance supérieure pour ces applications.

Il convient de les remplacer par des agents de surface non-PFAS ou d'instaurer des programmes minutieux d'usage, de traitement, de récupération et de destruction. L'incinération est la méthode optimale pour le traitement des matières extraites de l'eau ou des boues. Si l'incinération n'est pas une option possible, il faut alors opter pour la concentration et la séquestration permanente de la matière. Bien que la mise en décharge soit toujours autorisée à certains endroits, cette pratique devrait diminuer pour faire place à des alternatives plus permanentes et moins risquées. Les grands domaines de traitement sont :

  • anciens sites : remédiation de sites de pompiers, remédiation de sites militaires, remédiation de sites de décharge industrielle
  • cas d'utilisation toujours en cours : traitement de l'eau potable contaminée par des PFAS, nettoyage des eaux d'épuration municipale des eaux usées, avant décharge (recyclage dans l'environnement). nettoyage des eaux industrielles avant leur décharge dans un corps receveur. Traitement des classes les plus récentes de PFAS, dont la sécurité n'a pas encore été déterminée

 

FAQ

Questions fréquemment posées sur PFAS


Qu'est-ce que PFAS ?

PFAS est l'acronyme de Perfluoroalkyl Substances (Substances perfluoralkyles) ou Polyfluoroalkyl Substances (Substances polyfluoroalkyles). L'acronyme PFAS est généralement uitlisé pour faire référence à une gamme étendue de molécules organiques fabriquées par l'homme et contenant une chaîne courte à longue d'atomes de carbone. Les atomes de carbone sont liés aux atomes de fluorine, ce qui est à l'origine des propriétés matérielles. D'un point de vue chimique, les substances sont généralement des chaînes droites C4à C9 (4 carbones ou 9 carbones), mais il peut parfois s'agir de chaînes ramifiées d'atomes de carbone. Les matériaux PFAS font partie de la catégorie des composés appelés molécules organiques fluorées, ou fluocarbones. On estime qu'il existe plus de 5000 types de molécules PFAS, mais une vingtaine de ces types sont plus importants que les autres. Ceux-ci incluent les acides sulfoniques et les composés PFAS carboxyliques répertoriés ci-dessous avec leur atomes de carbone :

  • Acides sulfoniques/sulfonates :
    • 4 - PFBS - acide perfluorobutane sulfonique
    • 6 - PFHxS - acide perfluorohexane sulfonique
    • 8 - PFOS - acide perfluorooctane sulfonique (ou sulfonate)
  • Acides carboxyliques :
    • 4 - PFBA - acide perfluorobutanoïque
    • 6 - PFHxA - acide perfluorohexanoïque​​​​​
    • 7 - PFHpA - acide perfluoroheptanoïque
    • 8 - PFOA - acide perfluorooctanoïque
    • 9 - PFNA - acide perfluorononanoïque

 

Quelle est la différence entre les PFC (hydrocarbures perfluorés) et les PFAS (substances perfluoroalkyliques) ?

Ils présentent plusieurs différences :

  • Les composés PFC ne contiennent que du carbone (C) et de fluor (F).
  • Les composés PFAS contiennent au minimum du carbone, du fluor et de l'oxygène (O ), plus de l'hydrogène (H) sous forme acide, ou si une ou plusieurs des liaisons C-H d'origine subsistent (c'est-à-dire n'ont pas été déplacées par le fluor). Différents composés des PFAS peuvent également contenir du soufre (S) et de l'azote (N).
  • Ce sont tous deux des produits chimiques fabriqués par l'homme, à longue durée de vie, généralement introuvables dans la nature, qui persistent pendant des décennies dans l'environnement, car ils ne sont pas biodégradables.
  • Les PFC se présentent sous la forme de petites molécules volatiles, comme les CF4, ou des plastiques non volatils comme le PTFE ou le téflon. S'ils sont rejetés, les PFC volatils nuisent à l'atmosphère, alors que les plastiques ne le font pas. Ni l'un ni l'autre ne sont considérés comme toxiques. C'est pourquoi les PFAS sont traités comme des contaminants de l'eau potable, alors que les PFC ne le sont généralement pas.
  • Les molécules PFAS possèdent des groupes fonctionnels spécifiques qui leur confèrent une fonctionnalité de tensio-actifs (comme le savon), ce qui les rend parfaites pour les mousses anti-incendie, parmi des dizaines d'utilisations industrielles.
  • Malheureusement, ces groupes fonctionnels confèrent souvent une toxicité à la molécule.
  • Comme les PFC sont généralement oit sde simples petites molécules, soit des chaînes ou des polymères, ils sont globalement limités en termes de structure chimique. Les PFC ne contiennent généralement pas une multiplicité de groupes fonctionnels chimiques tels que des groupes carboxyliques, des groupes sulfonates, des amides ou des structures éther.
  • Les PFAS possèdent certains ou plusieurs de ces groupes fonctionnels dans différentes combinaisons ; et ce sont donc beaucoup plus variés dans leur structure, avec plus de 4000 différents composés de PFAS identifiés aux données.
  • En raison de la multitude de structures chimiques, les PFAS sont beaucoup plus variées et complexes que les PFC, en termes de fabrication, d'utilisation, de transport, de toxicité, de risque environnemental, de voies de dégradation, de traitement, d'assainissement, de chimie, de destruction finale, d'essais, de sécurité et d'exigences et techniques de manipulation.
  • Les PFAS les plus courants sont des chaînes de carbone de 3 à 12 carbones, normalement, mais pas nécessairement, saturées de fluor, et se terminant par un groupe carboxylate ou sulfonate (soit COOH ou SO3H ou leurs sels respectifs).
À quoi servent les PFAS ?

Cette catégorie spéciale de composés a été inventée il y a environ 60 ans et elle permet de bénéficier d'avantages importants dans diverses applications. L'application la plus importante est son utilisation comme ingrédient actif dans les mousses de lutte contre le feu. Le produit, mélangé à l'eau, permet d'éteindre un feu d'hydrocarbones plus efficacement que n'importe quelle autre substance. Dans les domaines nécessitant l'utilisation de grandes quantités de carburant (aviation, militaire, pipelines et dépôts, par exemple), une bonne mousse extinctrice est quelque chose d'essentiel. La molécule est à la fois hydrophobique et lipophobique, paradoxalement. Elle n'aime ni l'eau, ni l'huile. Lorsqu'elle est utilisée, elle migre donc vers l'interface entre le carburant et l'air, ce qui permet d'étouffer et d'éteindre un incendie. Sa mousse s'étend plus vite que les autres substances connues pour éteindre ces incendies. Elle peut également être utilisée dans les revêtements de tapis résistants aux taches, le prêt-à-porter et les équipements extérieurs, combinée à des revêtements résistants à la graisse pour l'emballage.

Comment faire pour traiter les PFAS ?

Il existe trois techniques possibles pour retirer les PFAS de l'eau : résines échangeuses d'ions sélectifs, adsorption au charbon et séparation des membranes (osmose inversée ou nanofiltration). Chaque technique présente des avantages et des inconvénients, indiqués dans le tableau. Les facteurs influençant le choix de l'approche sont les constituants de l'eau, les co-contaminants dans l'eau tels que les solides suspendus, la contamination organique, d'autres composés fluorés associés et les divers solides dissous ; les contraintes réglementaires et de rejet ; les autorisations ; la disponibilité et l'adéquation des supports de retrait ; l'encombrement et l'espace disponible ; les décisions concernant les locations-ventes ou l'achat de capitaux ; les préférences en matière de budget opérationnel ou en capital ; la disponibilité et la consommation énergétiques, etc.

Comment puis-je savoir si mon eau présente des PFAS ?

Pour déterminer le niveau et les types de PFAS dans un approvisionnement d'eau, il est nécessaire d'envoyer un échantillon à un laboratoire disposant de l'équipement et des compétences pour l'analyser. L'US EPA a documenté les méthodes existantes pour l'analyse des PFAS (EPA Method 537.1). De nombreux laboratoires aux États-Unis et dans le reste du monde sont aptes à réaliser l'analyse. Jusqu'à 25 composés PFAS (le nombre augmente régulièrement) peuvent être identifiés à l'aide de cette méthode, sous 1 à 2 semaines généralement. La méthode utilisées par les laboratoires est une chromatographie liquide, suivie d'une spectrométrie de masse en tandem. Les résultats sont donnés en unités par trillion (Parts per Trillion, ppt). Avant de procéder à une analyse, aux États-Unis, il est conseillé de consulter le site Web EPA dédié à l'UCMR (règle de surveillance des contaminants non réglementés). Ce site contient les résultats d'analyses de milliers de laboratoires aux États-Unis et est fréquemment utilisés par les villes, l'armée et l'industrie lors de campagnes de nettoyage.

Comment procéder pour jeter et détruire les PFAS ?

Les PFAS collectés dans les systèmes de purification sont concentrés et capturés sur des supports de filtrage spécifiques. Ces supports doivent être retirés du service et envoyés à une unité d'incinération brûlant les PFAS à des températures élevées. L'incinération à haute température permet de briser le lien carbone-fluor, de détruire les PFAS et de transformer le fluor en ion de fluoride lors d'un processus appelé "minéralisation". Une fois minéralisé, le fluoride peut subir un traitement supplémentaire si nécessaire.

Les législations en cours auront-elles un impact sur la façon dont les PFAS peuvent être traités ?

Le congrès, l'EPA et les State Departments of Environmental Protection travaillent activement sur de nouvelles lois qui permettraient de limiter l'utilisation et/ou le rejet de matériaux PFAS. Dans de nombreuses applications, ils seront remplacés par des composés non perfluorés ou polyfluorés. Lorsque les vies humaines et la sécurité requièrent leur utilisation (incendies d'hydrocarbures liquides dangereux sur les bateaux militaires et sur terre, par exemple), nous pensons que des obligations en matière de précaution d'utilisation et de nettoyage seront mises en place afin d'éviter toute contamination de l'environnement. Dans l'intervalle, l'EPA, l'armée et l'État évaluent les ressources en eau du pays afin de garantir que lorsque la population est en danger, des solutions à court et à long terme sont mises en place afin de proposer une eau propre et sans danger. Heureusement, comme nous avons pu le voir avec les PFOA et les PFOS, dont la production est arrêtée depuis plus de 10 ans, la concentration de ces substances dans le sang a largement diminué au sein de la population, ce qui indique que l'élimination est possible (même si elle est lente).

 

Produits et services

SUEZ a acquis une grande expérience en matière de fourniture d'équipement, de produits chimiques et de services destinés aux secteurs de l'assainissement, du nettoyage et de l'eau potable. De plus, nous avons exploité des technologies de filtre, de résine et de membrane pour répondre aux nombreux défis présentés par la production d'une eau potable sûre et propre. Nous avons développé et présenté une gamme de technologies d'élimination et d'assainissement visant à répondre au problème de la contamination pour chacune des applications industrielles, militaires et municipales à travers le monde. Nos technologies comprennent :

Membranes en spirale

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