Élimination de l’arsenic lors du traitement des eaux

Lors de l’adsorption arsenic, l’arsenic se fixe sur la surface d'un matériau adsorbant fixe, ou adsorbant. Avant la conception du matériau adsorbant à base de fer, on utilisait principalement l’alumine granulée (« alumine activée ») pour éliminer l’arsenic. En raison de ses faibles capacités et de la toxicité de l’aluminium dissous, elle n’est plus du tout employée aujourd'hui. Les adsorbants à base d’hydroxyde de fer constituent la technique la mieux éprouvée en matière d’élimination de l’arsenic pour la production d’eau potable. Ils présentent des avantages majeurs, et notamment le mode d'utilisation simple et sûr des filtres d’adsorption jusqu’au seuil de détection. Par ailleurs, aucun flux d’eaux usées ni aucune boue contaminée n’est généré pendant le fonctionnement. L’élimination de l’arsenic avec l’hydroxyde de fer en granulés se produit de manière sélective, de sorte que la composition naturelle de l’eau reste inchangée. Ce procédé permet d’éliminer aussi bien l’arséniate que l’arsénite.

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Lors du procédé de floculation pour l’élimination de l’arsenic, on utilise généralement des sels de fer ou d’aluminium. Ceux-ci sont précipités dans les eaux brutes et extraits par filtration. L’arsenic dissous se fixe sur les flocons filtrables puis est éliminé des eaux brutes. En fonction de la concentration d’arsenic, un volume précis de matériau de floculation est nécessaire pour éliminer l’arsenic. Celui-ci doit être déterminé par des analyses régulières. La boue extraite par filtration doit être traitée pour être ensuite éliminée conformément aux règlementations locales applicables, comme des déchets résiduels ou spéciaux, en fonction du taux d’arsenic. Étant donné sa grande complexité technique, ce procédé se révèle particulièrement intéressant pour les très grandes usines de traitement.

Les échangeurs d'ions peuvent éliminer, en fonction du type de matériau, des anions ou des cations des eaux brutes, tout en libérant dans l’eau d’autres ions de même charge. Tant que l’arsenic est présent dans l’eau sous forme d’arséniate, il est chargé et peut en principe être éliminé par un échangeur d'ions. En revanche, l’élimination de l’arsénite n’est pas possible. La sélectivité de l’arséniate est en revanche réduite, limitant les capacités. Pour atteindre une durée de vie pratique, ils doivent donc être régénérés. Au cours de ce procédé, des solutions régénérées toxiques sont produites, et doivent être traitées ultérieurement. En pratique, les échangeurs d’ions sont donc peu utilisés pour l’élimination de l’arsenic.

Avec des pressions élevées, les procédés à membrane éliminent les substances contenues dans l'eau par exclusion de taille ainsi que par interaction avec le matériau de la membrane. Pour éliminer l’arsenic de manière sûre, les pores des membranes de nanofiltration ou d'osmose inverse doivent présenter un faible diamètre. L’arsenic est alors retenu avec d’autres substances contenues dans l’eau qui ne peuvent traverser les membranes, puis acheminé dans un courant d’eaux usées. Lors de ce procédé, les eaux brutes sont complètement ou partiellement déminéralisées. Les courants d’eaux usées affichant des fortes concentrations en arsenic sont ensuite traités. L’élimination non sélective de l’arsenic modifie non seulement le taux d’arsenic mais également la composition de l'eau, ce qui, en fonction de l’usage de l’eau, peut être souhaitable ou nuisible.