La « micropollution » est un terme de traitement de l'eau qui n'est apparu dans mon pays que ces dernières années. Les sources d'eau micropolluées font référence à l'eau dont les indicateurs physiques, chimiques et microbiologiques ne peuvent plus répondre aux exigences de qualité de l'eau de la « Norme de qualité environnementale des eaux de surface » en tant que source d'eau potable. Cependant, lorsque les gens évoquent le mot micropollution, ils ne savent pas quels sont les indicateurs spécifiques des polluants présents dans l’eau. C'est un concept très général. Les substances micropolluantes comprennent : la turbidité, la couleur, l'odeur, les sulfures, les oxydes d'azote, les substances nocives et toxiques [telles que les métaux lourds (mercure, manganèse, chrome, plomb, arsenic, etc.)], les micro-organismes pathogènes, etc. dépassent la norme, mais dans la plupart des cas, il s’agit de sources d’eau micropolluées par des matières organiques. Le phénomène de micropollution des masses d’eau a engendré de grandes difficultés dans le choix des procédés de traitement de l’eau potable.
1. Caractéristiques de la qualité de l'eau des sources d'eau micropolluées au cours des dernières années
① Des indicateurs complets de matière organique, tels que la DCO, la DBO, le COT, etc., augmentent en valeur. Plus les valeurs de ces indicateurs dans l'eau de source sont élevées, plus il y a de matière organique dans l'eau et plus la pollution est grave. Par exemple, la teneur en oxygène dissous de l’eau de source est généralement comprise entre 5 et 10 mg/L. S'il descend en dessous de 5 mg/L, il ne convient plus comme source d'eau potable. Lorsque la concentration d’oxygène dissous est inférieure à 1 mg/L, l’eau de source peut commencer à sentir mauvais en raison de la décomposition des matières organiques. Par exemple, lorsque la DBO de l’eau de source est inférieure à 3 mg/1, la qualité de l’eau est bonne ; lorsqu'elle atteint 7,5 mg/L, la qualité de l'eau est mauvaise ; lorsqu'elle dépasse 10 mg/L, la qualité de l'eau est extrêmement mauvaise et l'oxygène dissous dans l'eau est proche de zéro.
② La concentration d'azote ammoniacal (NH3-N) augmente.
③ L'odeur est évidente.
④ Le résultat du test d'Ames pour la mutagénicité est positif, tandis que la source d'eau de bonne qualité devrait être négative.
2. Les dangers des eaux micropolluées
L’enjeu central du traitement des eaux micropolluées dans les pays développés est d’éliminer les micropolluants composés principalement de carbone organique assimilable (AOC) et d’ammoniac pour obtenir une stabilité biologique de l’eau potable. La concentration de polluants dans les sources d'eau micropolluées de mon pays est bien supérieure à celle des micropolluants des pays développés. En termes de qualité de l'eau, dans la recherche sur le traitement des eaux micropolluées dans mon pays ces dernières années, les principaux indicateurs de qualité de l'eau de classe IV dans la « Norme de qualité environnementale des eaux de surface » (GB 3838-2002) sont généralement utilisés comme la norme d'évaluation, c'est-à-dire CODn<8mg/L, Kjeldahl ammonia<2mg/L, and BOD<6mg/1. The properties and hazards of micro-pollutants are summarized as follows.
(1) Matière organique La matière organique présente dans les eaux micropolluées peut être divisée en matière organique naturelle (MON) et matière organique synthétique (COS). La matière organique naturelle fait référence aux substances produites par la décomposition et la décomposition des animaux et des plantes au cours du cycle naturel, également appelée matière organique consommatrice d'oxygène ; la matière organique synthétique est principalement constituée de polluants organiques toxiques. La présence de matière organique dans l'eau stabilise les particules, augmente la quantité de coagulant et la charge d'adsorbeur de charbon actif. Certains polluants toxiques et nocifs sont non seulement difficiles à dégrader, mais ont également une bioaccumulation et des effets « à trois risques » (cancérogènes, tératogènes et mutagènes), très nocifs pour la santé publique.
De plus, la matière organique soluble (DOM) présente dans les plans d’eau réagit facilement avec divers oxydants et désinfectants lors du processus de purification de l’eau potable. La réaction la plus courante est celle avec le chlore liquide pour former des trihalométhanes (THMS), des acides haloacétiques (HAAS) et d'autres sous-produits de désinfection halogénés, dont la plupart se sont avérés cancérigènes chez les animaux de laboratoire.
(2) L’azote ammoniacal existe dans l’eau sous forme d’azote organique, d’ammoniac, de nitrite et de nitrate. Le taux d'élimination de l'azote ammoniacal en utilisant des sels métalliques d'aluminium comme coagulants est très faible. Dans le traitement de l'usine d'eau et le système de distribution d'eau, une concentration d'ammoniac de 0,25 mg/L est suffisante pour permettre aux bactéries nitrifiantes de se développer. Les matières organiques libérées par les bactéries nitrifiantes et l’ammoniac vont engendrer des problèmes d’odeurs. L'ammoniac consomme également beaucoup de chlore pour former des chloramines, ce qui réduit l'efficacité de la désinfection et peut générer des sous-produits de désinfection au chlorure de cyanogène, affectant l'efficacité d'oxydation de la matière organique dans l'eau. L'ammoniac est oxydé en nitrite et en nitrate dans l'eau. L'accumulation de nitrite remplace la position de l'oxygène dans les globules rouges, conduisant finalement à la suffocation ; des concentrations élevées de nitrate peuvent provoquer une intoxication après ingestion.
(3) Odeur et goût : l'eau potable ayant une odeur et un goût forts a toujours un mauvais goût même après avoir été traitée par l'usine d'eau.
(4) Substances à trois dangers : Une fois l'eau potable traitée par chloration, elle peut former des substances « à trois dangers » qui menacent la santé humaine.
(5) Fer et manganèse : L'eau potable à haute teneur en fer et en manganèse produira des sédiments brun rougeâtre, qui tacheront les vêtements lavés et auront un goût métallique ; de plus, une eau à teneur trop élevée en fer et en manganèse est sujette à la prolifération de bactéries du fer et du manganèse, obstruant et corrodant les canalisations.
(6) Fluor et arsenic : certaines sources d'eau peuvent contenir du fluor ou de l'arsenic en raison de conditions géologiques ou de la pollution industrielle, et le fluor et l'arsenic peuvent provoquer des maladies humaines.
(7) Algues et toxines d'algues : Certaines masses d'eau nutritives riches en ammoniac et en phosphore provoqueront une croissance violente des algues lorsque la température de l'eau est appropriée. Les toxines des algues sécrétées par les cellules des algues donnent non seulement à l'eau une odeur, un goût et des nausées, mais sont également toxiques. Dans les cas graves, il ne peut pas être bu ni consommé du tout. Des conséquences graves et des effets indésirables se sont produits.
3. Technologie de traitement en profondeur de la micropollution des eaux de source
Les principales technologies de traitement en profondeur de la micropollution des eaux de source d’eau du robinet sont les suivantes :
3.1. Processus de charbon bioactivé à l'ozone
Principe : Ce procédé combine deux technologies : l'oxydation de l'ozone et l'adsorption sur charbon bioactif. Premièrement, la matière organique présente dans l’eau est oxydée par l’ozone pour la décomposer partiellement ou la convertir en substances plus facilement dégradables, puis du charbon bioactivé est utilisé pour éliminer davantage ces substances.
Effet : le traitement en profondeur par l'ozone et le charbon bioactivé peut améliorer considérablement le taux d'élimination d'indicateurs tels que l'indice de permanganate, le carbone organique total (COT) et UV254, et a également un bon effet d'élimination sur les matières organiques persistantes telles que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), pesticides organochlorés (OCP) et acide haloacétique (HAA).
3.2. Processus de nanofiltration
Principe : La nanofiltration est une technologie de séparation par membrane avec une gamme de tailles de pores entre la membrane d'osmose inverse et la membrane d'ultrafiltration, adaptée à la séparation de petites molécules organiques dont la masse moléculaire relative est comprise entre 300 et 500.
Effet : La nanofiltration a un bon effet d'élimination sur les indicateurs conventionnels de la qualité de l'eau et les traces de matières organiques, en particulier pour les matières organiques ayant une masse moléculaire relative élevée, telles que les précurseurs de sous-produits de désinfection et les pesticides organochlorés. Cependant, son effet d’élimination est limité sur les hydrocarbures aromatiques polycycliques ayant une faible masse moléculaire relative.
3. 3. Pré-ozone + traitement conventionnel + procédé principal ozone-charbon actif biologique
Principe : Il s'agit d'un processus de traitement en profondeur qui intègre plusieurs technologies, notamment l'oxydation pré-ozone, la filtration par sédimentation par coagulation conventionnelle et le traitement principal au charbon actif biologique à l'ozone.
Effet : Ce procédé peut améliorer considérablement le taux d'élimination des polluants tels que CODMn, TOC, UV254, tout en réduisant la teneur en précurseurs de sous-produits de désinfection (DBPFP) et en améliorant la stabilité biologique de l'effluent.
En résumé, en général, en ce qui concerne la micropollution des sources d'eau, les départements concernés doivent contrôler efficacement la pollution des sources d'eau à long terme et changer la situation actuelle de mauvaise qualité de l'eau afin de garantir la sécurité de l'eau potable et la santé de la population. En ce qui concerne la technologie de traitement en profondeur, chaque méthode a ses applicabilités et ses limites, et il est nécessaire de sélectionner un processus de traitement en profondeur approprié en fonction des exigences spécifiques en matière de qualité de l'eau et de traitement.
