La technologie exposée ci-après, utilisée pour la désinfection d’eaux usées urbaines, basée sur l’utilisation de mélanges stabilisés d’acide peracétique (principe actif), de peroxyde d’hydrogène et d’acide acétique, a permis d’atteindre des résultats répondant aux attentes, à savoir un traitement efficace et sans sous-produits dangereux et cela en employant une technologie simple ne nécessitant pas d’installations industrielles sophistiquées.
Les caractéristiques chimiques et bactériologiques de l’acide peracétique sont les suivantes :
- - c’est l’un des désinfectants connus les plus efficaces, caractérisé par un large spectre d’action ;
- - aucun phénomène d’accoutumance n’a été constaté lors de son emploi ;
- - les produits de sa décomposition (oxygène et acide acétique) sont parfaitement compatibles avec l’environnement ;
- - aucune réaction secondaire avec formation de produits toxiques n’a été observée.
En outre, l’acide peracétique, aux dosages utilisés, n’est pas phytotoxique ou ichtyotoxique.
Expérimentation
Les expériences les plus récentes de désinfection d’eaux de stations d’épuration par l’acide peracétique se sont déroulées au printemps 1992 dans l’installation de traitement d’eaux de la commune de Cesenatico en Italie.
Le but principal était de respecter les limites fixées par la loi italienne 319/76 (loi Merli) et ses révisions successives en ce qui concerne la charge bactériologique des eaux destinées aux rejets dans les eaux naturelles, à savoir :
- - coliformes totaux : max. 20 000 N/100 ml
- - coliformes fécaux : max. 12 000 N/100 ml
- - streptocoques fécaux : max. 2 000 N/100 ml
L’installation comprend une phase de séparation grossière des substances solides, une préaération, un déshuilage et un dessablage, une oxydation biologique suivie par une sédimentation secondaire. De là les eaux sont envoyées vers l’étape de désinfection finale.
Le débit de l’installation de traitement, qui était de 5 000 à 6 000 m³/j au moment des essais, peut monter à 16 000 m³/j pendant les mois d’été, du fait de l’augmentation de charge due à l’affluence touristique.
Les essais à l’acide peracétique ont entraîné des modifications du système de dosage du désinfectant qui était basé sur un dosage par seuil d’alerte. Pendant les essais, la pompe doseuse a été asservie à la lecture du débit par un convertisseur de signal, ce qui a per-
[Photo : Fig. 1 : Abattement des coliformes totaux.]
[Photo : Fig. 2 : Abattement des coliformes fécaux.]
[Photo : Fig. 3 : Abattement des streptocoques fécaux.]
mis d’effectuer une régulation en continu de l’apport d’acide peracétique en fonction du débit instantané.
À cet effet, le point d'introduction de l’acide peracétique, injecté à des doses de 1 et 2 ppm en utilisant une seule pompe, a été placé à la sortie de la sédimentation secondaire dans la conduite de jonction avec le bassin de désinfection, la turbulence de l'eau à cet endroit assurant un bon mélange. Un temps de rétention minimum de 30 minutes est assuré dans le bassin de désinfection, même pendant les périodes de débits élevés.
Tableau Ia
Essais industriels de désinfection par l’acide peracétique (APA)
Essais des 23 et 24 avril 1992
Durant les essais, des temps de contact variant entre 2 et 6 heures ont été enregistrés. Il a donc été jugé opportun d’effectuer des expériences en laboratoire pour confirmer les résultats obtenus dans l'installation, éventuellement avec des temps de contact inférieurs.
Les opérations effectuées sont les suivantes :
— analyses bactériologiques avant et après désinfection,
— détermination des coliformes totaux (CT),
— détermination des coliformes fécaux (CF),
— détermination des streptocoques fécaux (SF),
— détermination du résiduel en acide peracétique,
— mesure du potentiel Redox,
— mesure du pH.
Les analyses bactériologiques ont été réalisées suivant la technique des membranes filtrantes décrite dans « Standard Methods for Examination of Water and Wastewater ». Le dosage des résiduels d’acide peracétique a été réalisé suivant une méthode colorimétrique de Solvay Interox. Les prélèvements ont
Tableau Ib
Essais industriels de désinfection par acide peracétique (APA)
Essais des 25 et 27 avril 1992
| 23 avril 1992 | 24 avril 1992 | 25 avril 1992 | 27 avril 1992 |
| 15 h | 17 h | 10 h | 11 h | 14 h |
| Eau à l'entrée de la station |
| pH | 7,3 | 7,4 | 7,4 | 7,3 | 7,6 |
| CT/100 mL | 250 000 | 250 000 | 1100 | 1100 | 260 000 |
| CF/100 mL | 200 000 | 200 000 | 1000 | 1000 | 130 000 |
| SF/100 mL | 4300 | 4300 | 280 000 | 270 000 | 5000 |
| Pot. Redox (mV) | 150 | 145 | 20 000 | 10 000 | 140 |
| Eau à la sortie de la station |
| Dosage APA (ppm) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Temps de contact (min) | 180 | 180 | 180 | 240 | 360 |
| APA résiduel (ppm) | 1,2 | 1,3 | 1,1 | 1 | 1 |
| CT/100 mL | 120 | 100 | 210 | 160 | 50 |
| CF/100 mL | 30 | 20 | 12 | 8 | 10 |
| SF/100 mL | 1 | 1 | 1 | 3 | 2 |
| Pot. Redox (mV) | 290 | 280 | 280 | 280 | 320 |
| Abattement % CT | 99,952 | 99,960 | 99,909 | 99,975 | 99,981 |
| Abattement % CF | 99,985 | 99,990 | 99,996 | 99,996 | 99,992 |
| Abattement % SF | 99,977 | 99,977 | 99,995 | 99,970 | 99,960 |
Tableau Ic
Essais industriels de désinfection par l’acide peracétique (APA)
Essais du 28 avril 1992
| 28 avril 1992 |
| 8 h 30 | 10 h 30 | 11 h 30 | 14 h 30 | 16 h |
| Eau à l'entrée de la station |
| pH | 7,8 | 7,5 | 7,6 |
| CT/100 mL | 10 000 | 300 000 | 300 000 | 200 000 | 200 000 |
| CF/100 mL | 30 000 | 120 000 | 120 000 | 120 000 | 120 000 |
| SF/100 mL | 7000 | 7600 | 7600 | 3500 | 3500 |
| Pot. Redox (mV) | 140 | – | 195 |
| Eau à la sortie de la station |
| Dosage APA (ppm) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Temps de contact (min) | 180 | 10 | 240 | 360 | 360 |
| APA résiduel (ppm) | 0,4 | 0,2 | 0,1 | 0,2 | 0,4 |
| CT/100 mL | 2200 | 5000 | 7200 | 5600 | 4900 |
| CF/100 mL | 900 | 3300 | 3100 | 2000 | 1800 |
| SF/100 mL | 190 | 760 | 570 | 320 | 230 |
| Pot. Redox (mV) | 170 | – | 180 |
| Abattement % CT | 99,778 | 98,333 | 97,600 | 97,200 | 97,550 |
| Abattement % CF | 97,000 | 97,250 | 97,417 | 98,333 | 98,500 |
| Abattement % SF | 97,286 | 90,000 | 92,500 | 90,857 | 93,429 |
Tableau II
Essais de désinfection par acide peracétique (APA) en laboratoire
| N° de l'essai | essai n° 1 | essai n° 2 | essai n° 3 |
| Eau à l'entrée de la station |
| pH | 7,5 | 7,5 | 7,5 |
| CT/100 mL | 460 000 | 50 000 | 48 000 |
| CF/100 mL | 110 000 | 110 000 | 140 000 |
| SF/100 mL | 3500 | 3500 | 3500 |
| Pot. Redox (mV) | 185 | 185 | 185 |
| Eau traitée |
| Dosage APA (ppm) | 2 | 2 | 1 |
| Temps de contact (min) | 20 | 60 | 60 |
| APA résiduel (ppm) | 1,3 | 1,2 | 0,4 |
| CT/100 mL | 3200 | 2600 | 2700 |
| CF/100 mL | 110 | 100 | 100 |
| SF/100 mL | 3 | 1 | 10 |
| Pot. Redox (mV) | 290 | 290 | 220 |
été effectués à la sortie du bassin de désinfection.
Résultats
Les tableaux Ia, Ib, Ic résument l'ensemble des données recueillies pendant la semaine d'essais industriels de désinfection, où des doses d'acide peracétique de 1 et 2 ppm ont été utilisées ; y sont également précisés les abattements, en pourcentages relatifs, des trois indicateurs bactériologiques.
Les variations d’abattement sont mises en évidence graphiquement sur les figures 1, 2 et 3.
Le tableau II rassemble les résultats des essais conduits parallèlement sur les échantillons d'eaux traités au laboratoire pendant la phase de désinfection. Les résultats de ces essais confirment les excellentes performances de l'acide peracétique obtenues dans le domaine de la désinfection des eaux urbaines.
Pendant toute la durée du traitement les limites relatives aux coliformes totaux et fécaux et aux streptocoques fécaux prévues par la loi, concernant des rejets en bassins de surface, ont été respectées même à des dosages particulièrement bas d'acide peracétique (voir les abattements bactériens obtenus avec 1 ppm de produit).
De plus, le résiduel d'acide peracétique relevé après la désinfection ainsi que le peroxyde d'hydrogène présent dans les solutions d'acide peracétique conservent une action bactériostatique même après plusieurs heures de traitement. Cette propriété, ainsi que la compatibilité de l'acide peracétique avec les besoins agricoles, font que les eaux ainsi traitées peuvent être utilisées pour l’irrigation en employant des dosages opportuns.
La mise en œuvre du produit s'est révélée simple, ne nécessitant qu'un réservoir de stockage pour l'acide peracétique et une pompe doseuse.
Conclusion
Compte tenu des résultats des essais, les responsables de la station d'épuration de Cesenatico ont décidé de traiter les effluents à l'acide peracétique pendant l'été 1992. Au cours des deux mois de traitement, les valeurs-limites légales ont été respectées, ce qui démontre l'efficacité et la fiabilité de cette technologie dans les conditions usuelles d'utilisation dans une station d'épuration, et pendant une durée significative.
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