Électro-oxydation : Comment détruire durablement les SPFA dans l’eau

On s’inquiète de plus en plus de l’incidence des SPFA sur l’environnement dans les zones où les mousses anti-incendie ont été utilisées, dans certaines installations de fabrication, dans les lixiviats des décharges et dans d’autres sites touchés. Cependant, la plupart des technologies actuelles utilisées pour éliminer les SPFA des eaux souterraines, des eaux usées industrielles et des lixiviats présentent des inconvénients importants.

• Le charbon actif, la technologie la plus couramment appliquée offre un faible coût d’investissement, mais des coûts d’exploitation élevés, car le milieu usagé, qui doit être régulièrement remplacé, doit être transporté vers une installation d’élimination accréditée où il est traité par incinération à haute température pour détruire les molécules problématiques de SPFA.
   
• Les résines échangeuses d’ions sont également en train de devenir une technologie courante pour l’élimination des SPFA dans l’eau. Cependant, la plupart du temps, il s’agit d’une résine à usage unique, qui doit ensuite également être incinérée. Si l’on utilise une résine régénérable, le flux de régénérant contaminé par les SPFA doit être transporté et éliminé à un coût élevé; là encore, dans une installation de gestion des déchets agréée.
  
  
• Les technologies membranaires, telles que l’osmose inverse, peuvent éliminer les SPFA de l’eau, mais elles nécessitent également l’élimination de leur flux de rejet contaminé par les SPFA. Il peut s’agir d’un volume important, selon le volume d’eau à traiter et la qualité initiale de l’eau, telle que sa concentration en solides dissous totaux. Pour les régions éloignées, cela pourrait tout simplement ne pas être applicable.

Réduction des coûts par rapport aux méthodes conventionnelles

L’une des clés du succès de notre utilisation de la technologie d’électro-oxydation a été l’utilisation d’électrodes uniques en diamant dopé au bore (DDB) à longue durée de vie. Bien que ces électrodes augmentent le coût d’investissement de l’équipement, elles devraient avoir une durée de vie allant jusqu’à 25 ans, de sorte que le coût initial est réparti sur une longue durée de vie opérationnelle. En outre, le coût d’investissement peut être atténué par la location de l’équipement. Ces électrodes spéciales permettent également de générer des concentrations plus faibles de sous-produits par rapport aux autres matériaux d’électro-oxydation.

Notre équipe a été encouragée de constater qu’en optimisant le processus d’électro-oxydation, nous avons pu fournir une solution compétitive en matière de coûts par rapport à la technologie du charbon actif sur le long terme. Le seul coût d’exploitation de l’électro-oxydation est l’électricité nécessaire pour charger les électrodes et faire fonctionner la pompe du procédé.

En bref, ce système d’électro-oxydation au diamant dopé au bore pour le traitement des SPFA :

• détruit les molécules de SPFA de sorte qu’il n’y a pas de transfert de SPFA vers d’autres milieux, ce qui élimine les coûts d’achat, de transport, d’élimination ou de régénération des médias;
• n’utilise aucun produit chimique, ne produit aucune boue et l’absence de milieu filtrant élimine les coûts d’élimination;
• offre une évolutivité facile avec davantage de réseaux de plaques ou de réacteurs en diamant dopé au bore et l’application d’une plus grande quantité d’électricité pour traiter un plus grand débit d’eau;
• offre de faibles coûts de fonctionnement en ne nécessitant que de l’électricité et aucune intervention humaine. En outre, les coûts en capital peuvent être atténués par la location de l’équipement.

À propos de l’auteure

Valérie Léveillé, PhD, est ingénieure principale en traitement des eaux chez WSP à Montréal. Au cours de sa carrière, elle a inventé, mis sur pied, mis en service et optimisé des traitements d’eaux usées, d’eaux souterraines, d’eaux industrielles et d’eau potable pour des maisons, des collectivités isolées, des navires, des bases militaires, des écoles, des mines, des centres d’entretien de véhicules et pour les industries alimentaires et cosmétiques.

Remarque : Ce travail a été effectué par les professionnels de Golder qui se sont joints à WSP dans le cadre d’une acquisition réalisée en 2021.