WSP* a réalisé une percée dans le développement d’une technologie innovante d’électro-oxydation.
Cette technologie résout un problème particulièrement difficile et urgent dans le traitement des eaux usées et des eaux souterraines : la destruction des substances per- et polyfluoroalkyles, ou SPFA. Ces composés sont largement utilisés depuis plus de 50 ans dans plusieurs produits industriels et ménagers, et leur présence dans l’environnement est désormais généralisée.
Compte tenu des besoins que nous constatons dans divers secteurs, il était primordial de trouver une solution pour la destruction des SPFA. L’équipe SPFA a donc entrepris de trouver une technologie durable, rentable, disponible dans le commerce, modulaire et évolutive, qui puisse être facilement appliquée à différents types de sites et d’eaux.
L’électro-oxydation : un moyen efficace de détruire les SPFA dans les flux d’effluents
Nous nous sommes concentrés sur la technologie d’électro-oxydation en utilisant un type unique d’électrodes en diamant dopé au bore (DDB) à longue durée de vie. Dans cette technologie, l’eau chargée en SPFA passe par un réseau d’électrodes, une anode chargée positivement et une cathode chargée négativement, et ressemble aux autres travaux pionniers de l’entreprise sur l’électrocoagulation.
Dans les électrodes en DDB, l’anode génère le processus d’oxydation et forme des radicaux oxydants et des électrons qui, par un processus chimique complexe, décomposent les molécules de SPFA en molécules plus courtes et éventuellement en dioxyde de carbone pour les molécules organiques et les fluorures. La cathode produit principalement de l’hydrogène gazeux et assure les réactions de réduction. L’électro-oxydation peut être considérée comme une combustion chimique de composés dans l’eau.
Les premiers essais d’électro-oxydation ont porté sur deux types de SPFA connus sous le nom de SPFO et APFO qui comptent parmi les plus persistants et les plus récalcitrants, et sont réglementés par les autorités sanitaires du monde entier. L’essai à grande échelle a permis d’éliminer 100 % des SPFO ainsi que 100 % des APFO afin de respecter les directives de Santé Canada et de l’Agence américaine de protection de l’environnement concernant l’eau potable pour ces deux substances.
Comme prévu, sur la base de l’expérience de l’équipe d’électro-oxydation des SPFA, on a constaté que le processus générait certains sous-produits, notamment de l’hypochlorite et du perchlorate. Cependant, en optimisant le processus, l’équipe a pu réduire considérablement ces composants problématiques, notamment en réduisant la formation de perchlorate de plus de 99 %.
Étant donné que le fluorure est l’un des éléments constitutifs de toutes les molécules SPFA, une certaine quantité de fluorure sera produite par le processus d’électro-oxydation en tant que produit de dégradation définitive de ces molécules. L’équipe s’est attachée à faire en sorte que l’effluent du processus présente des niveaux de fluorure conformes aux normes réglementaires applicables.
Tous les essais de traitabilité ont été effectués dans notre centre de traitabilité à Montréal. L’analyse de l’eau pour les SPFA a été effectuée par les laboratoires d’analyse de pointe du département de génie civil de l’Université McGill de Montréal, qui a soutenu le projet avec son expertise analytique des SPFA depuis le début en 2019.