Plateforme pour l’eau, le gaz et la chaleur
Les résidus de médicaments, les pesticides et les produits chimiques industriels se retrouvent dans les rivières, les lacs et les nappes phréatiques via les eaux usées. Les stations d’épuration traditionnelles ne parviennent pas à éliminer correctement bon nombre de ces micropolluants. Les substances alkylées per- et polyfluorées (PFAS) sont particulièrement persistantes et s'accumulent dans l'environnement et dans les organismes. Les procédés conventionnels utilisés pour la quatrième étape de traitement, tels que le charbon actif et l’ozonisation, sont certes techniquement éprouvés, mais ils sont gourmands en énergie et en ressources. Des chercheurs de l’Institut Fraunhofer pour les technologies de l’environnement, de la sécurité et de l’énergie (UMSICHT) souhaitent développer une alternative en collaboration avec un partenaire. Le procédé comprend trois étapes : adsorption, régénération et concentration (ARKON). Les étapes du procédé, testées en laboratoire, doivent être évaluées à plus grande échelle dans une station d'épuration de Wolfsburg afin d'en vérifier la faisabilité pratique.
Les eaux usées traitées biologiquement s'écoulent à travers un lit de résine. Les micropolluants et une partie des PFAS se déposent à sa surface. Selon UMSICHT, les substances fixées sont ensuite désorbées de la résine à l’aide de deux agents de régénération différents. La filtration permet ensuite de concentrer davantage ces agents de régénération. On obtient ainsi, à partir du flux d’eaux usées initial, un concentré de micropolluants de faible volume, qui peut être éliminé à moindre coût. Les agents de régénération restent en grande partie dans le processus. De plus, la chaleur est récupérée.
«Contrairement aux procédés d’adsorption conventionnels, le matériau n’a pas besoin d’être remplacé en permanence ni régénéré en externe à grands frais. Chez ARKON, nous le réutilisons en circuit fermé. Nous combinons ainsi une adsorption performante à une régénération respectueuse des ressources», explique Lukas Rüller, du département «Circular Water and Biomass Utilization» de l’institut Fraunhofer UMSICHT, dans un communiqué.
L'équipe UMSICHT a déjà testé les étapes clés du procédé en laboratoire et dans l'installation pilote. La prochaine étape consistera à tester ARKON à plus grande échelle à la station d’épuration de Wolfsburg, selon UMSICHT. Il est prévu de mettre en place une installation à flux partiel d’un débit de 25 à 50 m³ par heure. En fonctionnement continu, les chercheurs étudient notamment la durée pendant laquelle la résine retient les polluants, la fréquence à laquelle elle doit être régénérée et comment réduire encore davantage la consommation d’énergie et de produits chimiques.
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