Élimination de l'arsenic dans les eaux naturelles faiblement minéralisées: Comparaison de la coagulation/floculation et de l'éleçtrocoagulation/floculation

摘要

La directive européenne 98/83/EC relative a la qualité de l'eau destinée à la consommation humaine fixe la concentration maximale admissible (CMA] en arsenic dans l'eau après traitement à 10 ug/L depuis décembre 2003. Cette norme impose donc d'optimiser les procédés d'élimination de l'arsenic et de développer des procédés innovants. Le procédé de coagulation/floculation (en utilisant FeCl3 comme espèce coagulante] est comparé au procédé d'électrocoagulation/floculation [à l'aide d'électrodes en fer) qui a l'avantage d'éviter une étape préalable d'oxydation de l'As(lll) en As(V), à l'origine de la formation de sous-produits présentant un risque sanitaire en présence de matière organique. Quels que soient le procédé et la dose de traitement, les concentrations résiduelles en As(V] respectent la CMA. L'optimisation du procédé de coagulation/floculation conduit à l'utilisation d'une dose de coagulant de 18 mg/L et un pH supérieur à 6,4 permettant de respecter les normes de potabili sation en As(lll), turbidité et fer total (Fe_(Totat). En utilisant l'électrocoagulation/floculation, l'oxydation de l'Asilll] en As(V) au sein du réacteur diminue la dose de traitement à 11 mg/L. Ce procédé génère des résiduels en turbidité et FeTotal plus élevés,mais facilement éliminés par filtration sur sable. La présence de matière organique multiplie par 2 et par 3 la dose de coagulant nécessaire pour respecter la CMA en arsenic respectivement pour les procédés de coagulation/floculation et électrocoagulation/floculation. L'application des procédés au traitement d'une eau naturelle (As(V) = 101 ±2 μg/L) confirme la meilleure efficacité du procédé de coagulation/floculation dans ces conditions spécifiques. Cependant,l'espèce As(V) ne pose actuellement pas de problèmes majeurs sur les unités de traitement contrairement à l'espèce As(III) et l'électrocoagulation/floculation offre aujourd'hui une solution alternative de traitement.%The European Directive 98/83/EC on the quality of drinking water set the arsenic maximum concentration in water after treatment to 10 μg/L since December 2003. Arsenic treatment processes must thus be optimised and innovative new ones developed.rnCoagulation/flocculation (CF) (by using FeCl3 as coagulant) was compared to electrocoagulation/ flocculation (ECF) -with iron electrodes-, allowing to avoid the oxidation step usually required to oxidise As(III) in AslV) which can lead to the formation of toxic oxidation by products in presence of organic matter in the sample matrix. Whatever the treatment dose, As(V) residual concentrations respected the maximum arsenic concentration of 10μg/L after CF and ECF. During CF, As(III) residual concentration,rnresidual turbidity and total iron content respected the potabilization norms for [Fe] > 18 mg/L and pH > 6.4. During ECF, As(III) was oxidised in As(V) by the treatment allowing to decrease the treatment dose to 11 mg/L. However, residual turbidity and total iron content were higher but anyway easily removed by a sand filtration step. In presence of organic matter, the treatment dose required to respect the arsenic residual concentration of 10 μg/L was respectively 2 and 3 times higher during CF and ECF. These results were confirmed by the treatment of a natural water ([As(V)] = 101+2 μg/L). However, on a water treatment plant, problems do not come from the presence of As(V) in sample matrix but rather from the presence of As(III) and the ECF process now offers a treatment solution.