Questions relatives à l'ozonation

Le traitement par ozonation d’eaux usées contenant du bromure peut entraîner la formation de bromate. Jusqu’à quel point la formation de bromate est-elle autorisée et quelle est la quantité de bromate pouvant être introduite dans le milieu récepteur?

En Suisse, le principe d’interdiction de polluer s’applique selon l’art. 6 LEaux. Ainsi, il est interdit d’introduire dans un cours d’eau des substances pouvant contaminer l’eau. Cela vaut indépendamment des éventuelles valeurs limites issues de la législation alimentaire (p. ex. Ordonnance du DFI sur l'eau potable et l'eau des installations de baignade et de douche accessibles au public, OPBD). Pour le bromate s’applique par exemple la valeur limite sur l’eau potable de 10 µg/l, car le bromate a un effet potentiellement cancérigène. Le bromate se forme à partir de bromure lors de l’ozonation et n’est plus biodégradable dans l’environnement en conditions aérobies. La quantité de bromate formé lors d’une ozonation dépend principalement de deux facteurs: la concentration de bromure et la dose d’ozone. L’oxydation par ozonation forme toujours un peu de bromate - lorsque les eaux usées contiennent du bromure. Toutefois, la formation de bromate avec des doses d’ozone «habituelles» lors de l’épuration des eaux usées communales (0.6 – 0.8 g ozone / g COD) n’est notable qu’avec des concentrations de bromure supérieures à 100 µg/l. On sait que les concentrations dans les eaux usées principalement communales en entrées de STEP sont généralement nettement inférieures à 100 µg/l de bromure.  La concentration de bromure peut être beaucoup plus élevée en cas de rejets spécifiques tels que les usines d’incinération des ordures ménagères avec lavage des fumées par voie humide, l’industrie chimique, les décharges, les incinérateurs de déchets spéciaux, etc.

Il convient donc impérativement de veiller, au sens de l’art. 63 LEaux imposant une planification efficace et adéquate, que seules les STEP formant du bromate en quantité minimale soient équipées d’une étape d’ozonation. Ainsi, une minimisation ciblée des rejets de bromure dans le bassin versant grâce à des mesures prises à la source s’est révélée être une mesure très efficace pour réduire les formations de bromate indésirables. Mais il convient de mentionner ici aussi que le traitement au charbon actif devrait être pris en considération dans les cas incertains. Lorsqu’il n’est pas possible de prendre des mesures à la source ou d’opter pour un traitement au charbon actif, la combinaison d’ozonation avec charbon actif, là où l’ozonation est exploitée à des doses nettement plus basses (et donc non problématiques au regard de la formation de bromate) constitue une alternative. 

Une ozonation peut-elle être mise en œuvre en toute bonne conscience ou prend-on un risque inutile à cause de la formation potentielle de produits de transformation problématiques?

Une ozonation peut être installée en toute bonne conscience dans la plupart des STEP de Suisse, car il s’agit de STEP possédant des bassins versants à caractère principalement communal. Le traitement par ozonation a de nombreux effets positifs sur la qualité des eaux usées épurées (réduction des composés traces et des effets écotoxicologiques, assainissement, décoloration). La construction d’une ozonation est également possible dans les STEP possédant une certaine part de déverseurs industriels. Mais il est fondamental que les contraintes soient minutieusement clarifiées au cas par cas. La recommandation VSA «Vérifications relatives à l’adéquation du processus d’ozonation» doit être appliquée au préalable dans le cadre de l’avant-projet. La formation de produits de transformation problématiques connus tels que le bromate et la nitrosamine est notamment étudiée. Des analyses écotoxicologiques sont par ailleurs recommandées. Celles-ci décèlent, contrairement aux différentes mesures chimiques, les effets combinés d’éventuels produits de transformation problématiques inconnus. Il est également important de garder à l’œil le développement du bassin versant. Si certaines industries doivent s’implanter, il convient de le prendre en compte. Une évaluation globale de la possibilité de traiter les eaux usées à l’ozone est ainsi possible. Dans les cas indéterminés, des alternatives à l’ozonation sont recommandées.

 

 

Les vérifications peuvent-elles être réalisées avec des eaux usées non nitrifiées, si l’étape de traitement biologique est équipée d’une nitrification dans le projet d’optimisation?

La recommandation du VSA «Vérifications relatives à l’adéquation du processus d’ozonation» précise que les futures modifications du traitement biologique des eaux usées doivent déjà être intégrées dans les vérifications préliminaires. Les réflexions suivantes révèlent une fiabilité limitée des vérifications effectuées avec des eaux usées non nitrifiées.

  • Les experts ne parviennent pas à s’accorder sur l’influence de l’ammonium et du nitrite sur la chimie de l’ozone (stabilité de l’ozone et des radicaux OH). La formation de bromate est sous-évaluée, car l’ammonium réagit avec un produit intermédiaire pendant la transformation du bromure en bromate, formant ainsi une quantité réduite de bromate.
  • Avec des eaux usées non-nitrifiées, la pertinence des bioessais (p. ex. œufs de poissons, test de daphnies) est limitée en raison de la forte concentration d’ammonium.  Si une quantité d’ammonium et donc d’ammoniaque (en fonction de la valeur pH) est présente, la toxicité s’en trouve accrue et l’existence éventuelle d’autres effets peut être dissimulée. 

Il est donc recommandé d’effectuer les analyses avec des eaux usées nitrifiées en laboratoire. 

Quelles normes de sécurité sont à respecter dans le cas d'une ozonation?

Lorsqu'une ozonation est planifiée, un certain nombre de normes de sécurité est à prendre en compte. L'ozone est un gaz irritant avec un seuil d'effets relativement bas, c.-à-d. qu'il faut impérativement empêcher que de l'ozone ne s'échappe dans l'air environnant (étanchéité du réacteur et de l'effluent, traitement de l'air sortant avec un destructeur d'ozone). Afin de surveiller l'atmosphère, des capteurs d'ozone doivent être mis en place. De plus, les matériaux et conduites résistants à l'ozone doivent être utilisés. Des aspects de sécurité relatifs à l'utilisation d'ozone sont présentés dans une fiche d'information.

En outre, étant donné que l'ozone est généralement produit à partir d'oxygène, des normes de sécurité doivent également être respectées pour l'oxygène (danger d'explosion ou d'inflammation). Ces aspects de sécurité relatifs à l'utilisation d'oxygène sont décrits dans une fiche d'information.

xeiro ag