TITRE : PROCEDE DE REGENERATION D’UN MEDIA ADSORBANT SUR SITE

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

L’invention concerne le domaine des filières de traitement de fluide, en particulier d’eau, mettant en œuvre une étape d’adsorption sur un média adsorbant. Plus particulièrement, l’invention concerne un procédé de régénération d’un média adsorbant, sur le site d’usage du média adsorbant, ainsi qu’un procédé de traitement d’un fluide mettant en œuvre ledit procédé de régénération. Enfin, l’invention concerne également une installation pour la mise en œuvre du procédé de régénération et une installation pour la mise en œuvre du procédé de traitement d’un fluide.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Pour le traitement de fluide, et en particulier pour la production d’eau potable ou le traitement d’effluents, il peut être proposé un abattement des contaminants organiques contenus dans une eau brute ou un effluent à l’aide d’une étape d’adsorption de cette matière sur un média adsorbant.

En effet, la charge croissante de contaminants organiques (matière organique naturelle et micropolluants d’origine anthropique ou naturelle) observée dans les ressources conduit les producteurs d’eau potable et traiteurs d’effluents à réhabiliter leurs filières de traitement, devenues non adaptées aux objectifs de qualité. Cette charge croissante de contaminant organiques s’impose aussi au producteur d’eau potable à la conception d’une nouvelle installation de traitement. Enfin les traiteurs d’effluents, qu’il s’agisse d’effluents d’origine industrielle ou tertiaire avant rejet en milieu naturel ou d’effluents à potabiliser (eaux usées) de manière directe ou indirecte (réutilisation d’eaux usées), peuvent aussi tirer profit de traitement prenant en compte une plus forte présence de contaminants organiques. La prise en compte de cette pollution importante par les contaminants organiques peut notamment passer par l’ajout, dès la conception ou en réhabilitation, d’une filière d’affinage, notamment à l’aide de charbon actif, tel qu’en particulier une filtration et/ou une adsorption par un lit de charbon actif en grains (CAG).

Dans ce domaine du traitement de l’eau, la prise en compte de l’émergence de micropolluants organiques d’origine synthétique reste encore à améliorer, notamment lorsqu’ils sont présents en faible quantité.

En particulier certains de ces polluants émergents sont peu adsorbables, que ce soient des polluants sous forme de molécules de petite taille, de molécules polaires, ou de molécules hydrophiles. Il s’agit notamment des métabolites de pesticides qui peuvent ainsi se retrouver en aval de l’étape d’adsorption, telle qu’une étape d’adsorption avec du charbon actif en grains. Le niveau de ces polluants émergents à l’issue de la filière de traitement peut alors dépasser les seuils réglementaires si ces polluants sont spécifiquement réglementés ou en tout état de cause présenter un risque à anticiper pour les polluants émergents non encore réglementés.

De fait, les adsorbants, tel que le charbon actif, voient leur capacité d’adsorption diminuer au fur et à mesure de leur utilisation pour adsorber des polluants.

Les industriels mettent en œuvre des opérations de renouvellement et/ou de régénération du média adsorbant afin d’augmenter la capacité d’adsorption du média adsorbant.

Le document W02004/020349 divulgue un procédé de régénération du matériau granulaire adsorbant par prélèvement puis traitement par voie chimique ou thermique dudit matériau avant réintroduction dans le réacteur.

Les procédés de régénération de l’état de la technique sont généralement mis en œuvre par des techniques complexes et coûteuses, nécessitant différents solvants et/ou beaucoup d’énergie, et des transports de média adsorbant en dehors du site de traitement d’un fluide.

Il existe donc un besoin pour proposer un procédé de régénération de média adsorbant par un procédé simple à mettre en œuvre, avec des besoins énergétiques réduits et ne nécessitant pas l’utilisation de solvants complexes.

RESUME DE L’INVENTION

L’invention concerne un procédé de régénération d’au moins une partie du média adsorbant d’au moins un réacteur d’adsorption mis en œuvre dans une unité de traitement d’un fluide, ledit procédé de régénération étant mis en œuvre sur le site d’usage du réacteur d’adsorption et comprenant : au moins une étape de prélèvement d’au moins une partie du média adsorbant dudit au moins un réacteur d’adsorption, et au moins une étape de régénération chimique comportant une étape de mise en contact de ladite partie de média adsorbant avec une solution de régénération comprenant de l’eau et de l’hydroxyde de sodium.

De préférence, ladite partie de média adsorbant est prélevée dudit au moins un réacteur d’adsorption et est introduite dans un réacteur de régénération avant l’étape de régénération.

Selon un mode de réalisation de l’invention, la solution de régénération est à une température inférieure ou égale à 60°C, de préférence allant de 20 à 50°C, de préférence encore de 30 à 40°C pendant l’étape de régénération chimique. Selon un mode de réalisation de l’invention, à l’issue du contact avec la solution de régénération, le média adsorbant est rincé à l’aide d’une solution de rinçage, ladite solution de rinçage comprenant de préférence de l’eau, voire consistant en de l’eau.

De préférence, l’étape de régénération chimique comporte en outre une étape d’égouttage à l’issue de l’étape de contact avec la solution de régénération, ladite étape d’égouttage étant mise en œuvre avant l’étape de rinçage.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le procédé de régénération comprend en outre une étape de régénération électrochimique du média adsorbant effectuée avant ou après ou pendant l’étape de régénération chimique.

Selon un mode de réalisation de l’invention, ladite partie de média adsorbant représente une quantité volumique inférieure ou égale à 50% du volume de média absorbant, de préférence une quantité volumique inférieure ou égale à 30% du volume de média absorbant, de préférence encore une quantité volumique allant de 1 à 10% du volume de média adsorbant.

Selon un mode de réalisation de l’invention :

- le fluide à traiter est choisi parmi l’eau, un effluent urbain, un effluent industriel, de préférence, le fluide à traiter est de l’eau, et/ou

- le média adsorbant est choisi parmi le charbon actif en grains, la résine échangeuse d'anions, les biomatériaux, les polymères à empreinte moléculaire et les matériaux minéraux, de préférence le média adsorbant est un charbon actif en grains.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le procédé de régénération comprend en outre une étape d’introduction d’au moins une partie de média adsorbant régénérée dans au moins un réacteur d’adsorption, identique ou différent du réacteur d’adsorption contenant la partie de média adsorbant qui a été régénérée.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le procédé de régénération est mis en œuvre de façon périodique, et comprend une étape de détermination de la prochaine étape de régénération sur la base de l’âge du média adsorbant caractérisé par exemple par le taux d’abattement en au moins un polluant cible, et/ou par le volume de lit traité et/ou par l’indice d’iode du média adsorbant.

Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de média adsorbant prélevée présente un taux d’abattement réel en au moins un polluant cible allant de 40 à 80% et/ou un volume de lit traité par ledit média adsorbant va de 20 000 à 100 000 BVT (« bed volume treated » en anglais, plus couramment désigné par « bed volume », abrégé respectivement en BVT et BV)., de préférence de 30 000 à 75 000 BVT, de préférence encore de 40 000 à 60 000 BVT et/ou un indice d’iode allant de 500 à 800 mg/g. L’invention concerne également un procédé de traitement d’un fluide dans une unité de traitement comprenant au moins une phase d’arrêt et au moins une phase de production, dans lequel ladite au moins une phase de production comprend le passage d’un fluide à traiter à travers un lit de média adsorbant au sein d’au moins un réacteur d’adsorption et dans lequel ladite au moins une phase d’arrêt comprend la mise en œuvre d’un procédé de régénération selon l’invention. Pendant la durée de la régénération en déporté (i.e. en dehors du réacteur d’adsorption), le réacteur d’adsorption peut continuer à produire ; la régénération n’impose pas l’arrêt du réacteur de traitement.

Selon un mode de réalisation, une partie du média adsorbant, de préférence le charbon actif en grain, est extrait de ladite unité de traitement pendant une phase de production ou d’arrêt de l’unité, de préférence pendant une phase de production.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le procédé de traitement d’un fluide comprend en outre une étape de mesure de l’âge du média adsorbant, de préférence mise en œuvre par mesure du taux d’abattement réel en au moins un polluant cible par le média adsorbant, et/ou par mesure du volume de lit traité par le média adsorbant, et/ou par mesure de l’indice d’iode du média adsorbant.

L’invention concerne enfin une unité de traitement d’un fluide pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention, ladite unité de traitement comprenant :

- au moins un réacteur d’adsorption de polluants contenus dans le fluide à traiter, le réacteur comprenant en son sein un média adsorbant,

- au moins un moyen de prélèvement de média adsorbant du réacteur d’adsorption,

- au moins un moyen d’introduction de média adsorbant dans le réacteur d’adsorption.

Selon un mode de réalisation de l’invention, l’unité de traitement selon l’invention comprend en outre au moins un réacteur de régénération comportant une conduite d’entrée de média adsorbant issu dudit au moins un réacteur d’adsorption et une conduite de sortie permettant de réintroduire le média adsorbant régénéré dans au moins un réacteur d’adsorption identique ou différent du réacteur d’adsorption d’où est issu le média absorbant à régénérer.

L’invention permet de régénérer un média adsorbant par un procédé plus simple que ceux de l’état de la technique, moins consommateur d’énergie. En particulier, le procédé de l’invention permet de régénérer le média adsorbant directement sur le site de traitement du fluide, à l’aide de réactifs moins coûteux et d’une installation simplifiée puisqu’il permet de s’affranchir de lourdes installations de stockage de média adsorbant. Ainsi, dans le cadre du procédé de l’invention, le média adsorbant peut être prélevé pendant une phase d’arrêt ou une phase de production du procédé de traitement puis directement réintroduit pendant cette même phase d’arrêt ou phase de production, limitant ainsi les dispositifs de stockage de média adsorbant.

Le procédé de régénération selon l’invention peut être mis en œuvre de façon régulière, et ce même sur un média adsorbant peu saturé (âge relativement jeune).

Le procédé de régénération selon l’invention permet d’améliorer la capacité d’adsorption de média adsorbant, permettant ainsi aux molécules difficiles à adsorber d’être adsorbées de façon satisfaisante tout au long du procédé de traitement d’un fluide.

En particulier, le procédé de régénération de l’invention peut être mis en œuvre facilement et de façon régulière afin d’avoir une qualité de média adsorbant, en terme de performance d’adsorption, quasi constante, grâce à une régénération mis en œuvre lorsque le média adsorbant est loin d’être totalement saturé (média adsorbant dit d’âge jeune).

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

[Fig. 1] représente un schéma d’un procédé de régénération selon l’invention.

[Fig. 2] représente le coefficient d’efficacité du procédé de régénération mis en œuvre avec deux eaux différentes dans la solution de régénération, évalué pour différents polluants.

[Fig. 3] représente le coefficient d’efficacité du procédé de régénération mis en œuvre avec deux concentrations en soude, évalué pour différents polluants.

[Fig. 4] représente le coefficient d’efficacité du procédé de régénération mis en œuvre avec trois quantités différentes de solution de régénération, évalué pour différents polluants.

[Fig. 5] représente le coefficient d’efficacité du procédé de régénération mis en œuvre avec trois temps de contact CAG/soude, évalué pour différents polluants.

[Fig. 6] représente le coefficient d’efficacité du procédé de régénération après une étape de rinçage, évalué pour différents polluants.

[Fig. 7] représente le coefficient d’efficacité du procédé de régénération après une étape de rinçage statique mise en œuvre avec deux eaux de rinçage différentes, évalué pour différents polluants.

[Fig. 8] représente le coefficient d’efficacité du procédé de régénération après une étape de rinçage dynamique mise en œuvre avec deux eaux de rinçage différentes, évalué pour la matière organique.

[Fig. 9] représente le coefficient d’efficacité du procédé de régénération, lorsque le test SAB est mis en œuvre immédiatement ou 24h après une étape de régénération, évalué pour différents polluants.

[Fig. 10] représente le coefficient d’efficacité du procédé de régénération, lorsque l’étape de rinçage est mise en œuvre immédiatement ou 24h après une étape de régénération, évalué pour différents polluants. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION

L’invention concerne un procédé de régénération d’un média adsorbant mis en œuvre dans le traitement d’un fluide contenant des polluants.

Plus spécifiquement, l’invention concerne un procédé de régénération d’au moins une partie du média adsorbant d’au moins un réacteur d’adsorption mis en œuvre dans une unité de traitement d’un fluide, ledit procédé de régénération étant mis en œuvre sur le site d’usage du réacteur d’adsorption et comprenant :

- au moins une étape de prélèvement d’au moins une partie du média adsorbant dudit au moins un réacteur d’adsorption; et

- au moins une étape de régénération chimique comportant une étape de mise en contact de ladite partie de média adsorbant avec une solution de régénération comprenant de l’eau et de l’hydroxyde de sodium.

Média adsorbant

L’invention peut être mise en œuvre sur différents types de médias adsorbants capables d’éliminer différents types de polluants.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le média adsorbant est choisi parmi le charbon actif en grains (CAG), la résine échangeuse d'anions, les biomatériaux, les polymères à empreinte moléculaire (MIP) et les matériaux minéraux.

Certains adsorbants tels que les argiles modifiées et les polymères de cyclodextrine ont également montré leur efficacité pour certains micropolluants spécifiques tels que les composés perfluorés (PFAs).

Selon un mode de réalisation particulier, le média adsorbant est du charbon actif. Le charbon actif est un matériau constitué essentiellement de matière carbonée à structure poreuse. Il peut être produit de manière connue par pyrolyse de précurseurs d'origine naturelle (bois, écorces, coques de noix de coco, charbon, tourbe, coton, matières organiques d'origines diverses, etc.) ou d'origine synthétique (polyacrylonitrile (PAN), fibres aramides, etc.) contenant déjà une proportion significative de carbone, cette étape de pyrolyse étant suivie d'une étape d'activation chimique ou physique.

Le charbon actif est généralement efficace pour éliminer les PFAS à longue chaîne par interaction hydrophobe.

Des biomatériaux peuvent également être mis en œuvre dans le cadre de l’invention, parmi lesquels le biochar. Le biochar est une composition comprenant un biochar de biomasse pyrolysé, un biochar de biomasse produit par carbonisation hydrothermique, ou une combinaison de ceux-ci. La biomasse peut être choisie parmi les déchets de cultures agricoles, les déchets forestiers, les algues, les déchets animaux ou humains, les déchets industriels, les déchets municipaux, les déchets de digesteurs anaérobies, les matières végétales cultivées pour la production de biomasse, ou une combinaison de ceux-ci. À titre d'exemple, les biochars fabriqués à partir de bois de feuillus et de pins peuvent être envisagés. Le biochar issu de balles de riz peut également être envisagé, sous forme de poudre/granulaire ou sous forme de fibres comme dans le document US2019270041 A1.

Le biochar peut être un solide en poudre ou des granulés. Le biochar peut également comprendre une poudre ou un granule de sel métallique. Le sel métallique peut comprendre du fer, de l'aluminium, du calcium, du magnésium, du manganèse, du zinc, du cuivre ou une combinaison de ceux-ci, et dans certains exemples, le sel métallique comprend des cations ferreux ou ferriques, des anions ferrâtes, ou une combinaison de ceux-ci. Dans des modes de réalisation particuliers, le sel métallique comprend du chlorure ferrique.

Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, la méthode de détermination de l’invention est mise en œuvre pour déterminer la capacité restante d’un média adsorbant choisi parmi le charbon actif en grains (CAG), autres média adsorbant précité (argiles, polymère, biochar... ). La méthode de l’invention peut être mise en œuvre avec différents types de CAG.

Selon un mode de réalisation, le média adsorbant est choisi parmi le charbon actif en grains, la résine échangeuse d'anions, les biomatériaux, les polymères à empreinte moléculaire et les matériaux minéraux, de préférence le média adsorbant est un charbon actif en grains.

Par exemple, le charbon actif en grains (CAG) pouvant entrer dans le cadre de l’invention présentera typiquement une granulométrie allant de 300 à 2400 pm pour au moins 85 à 90% en poids des grains. Les dimensions indiquées sont celles du diamètre équivalent des grains pour un tamisage à sec ou pour un tamisage humide.

Le média adsorbant est mis en œuvre dans au moins un réacteur d’adsorption. L’unité de traitement d’un fluide dans le cadre de l’invention peut comprendre un ou plusieurs réacteurs d’adsorption, généralement au moins deux réacteurs d’adsorption.

Fluide à traiter

Le fluide à traiter dans le cadre de l’invention peut être de l’eau, en particulier une eau à potabiliser, mais aussi un effluent urbain ou industriel (notamment les lixiviats, qui sont les effluents liquides de stockage de déchets), avant rejet en milieu naturel ou encore d’effluents à potabiliser (tel que les eaux usées qui sont des effluents urbains) de manière directe ou indirecte (réutilisation d’eaux usées).

De préférence, le fluide à traiter est un liquide, tel que l’eau. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, le procédé de l’invention est un procédé de traitement d’eau potable. L’eau à traiter peut être qualifiée d’eau brute, et peut par exemple être prélevée dans un cours d’eau, on parlera alors d’eau de surface, ou être prélevée à l’aide d’un forage, on parlera alors d’eau souterraine. L’eau à traiter peut également être un effluent d’origine urbaine (tel que les eaux usées autrement appelée eaux résiduaires urbaines) ou industrielle.

Dans le cadre de la présente invention, le terme « polluant » désigne aussi bien la matière organique que les micropolluants. Un micropolluant peut être défini comme une substance indésirable détectable dans l’environnement à très faible concentration (microgramme par litre voire nanogramme par litre). La présence de micropolluants dans l’eau est, au moins en partie, due à l’activité humaine (procédés industriels, pratiques agricoles ou résidus médicamenteux et cosmétiques). Le micropolluant se caractérise comme pouvant, à ces très faibles concentrations, engendrer des effets sur les organismes vivants en raison de sa toxicité, de sa persistance et de sa bioaccumulation, ou en raison de nuisances organoleptiques (goût ou odeur, notamment pertinent lorsqu’il s’agit de traiter de l’eau à potabiliser). Les micropolluants sont très nombreux (plus de 110 000 molécules sont recensées par la réglementation européenne) et variés. La variété des polluants permet de les classer selon leur origine, leur nature, ou encore selon leurs propriétés chimiques très différentes. Ainsi les micropolluants peuvent avoir une origine naturelle (tels que les composés issus de dégradation des sols, dont la géosmine ou le methylisobornéol ou MIB, ou les résidus bactérien), végétale (tels que les métabolites d’algues dont les microcystines), animale, ou humaine. Les micropolluants peuvent être classés selon leur nature chimique, tel que par exemple les composés organiques polaires, abrégés en POC (de l’expression anglaise polar organic compounds ) ou les composés organométalliques, abrégés en MOC (de l’expression anglaise « métal organic compounds »). Les micropolluants peuvent avoir des propriétés chimiques très différentes, tel que les détergents, les métaux, les hydrocarbures, les pesticides, les cosmétiques ou encore les médicaments. Le procédé de traitement de fluide proposé s’applique donc en particulier aux composés de types pesticides et aux métabolites associés. Ce procédé s’applique aussi particulièrement aux solvants. Ce procédé s’applique encore particulièrement aux résidus pharmaceutiques ou aux résidus d’activité industrielle. L’ensemble de ces catégories de polluants ou micropolluants sont ainsi spécifiquement concernés par la présente invention.

L’unité de traitement mise en œuvre dans le cadre de l’invention comprend au moins une étape d’adsorption de polluants contenus dans le fluide à traiter. Cette étape d’adsorption est réalisée à l’aide d’un adsorbant (ou média adsorbant).

Procédé de régénération Le procédé de régénération selon l’invention est mis en œuvre sur le site d’usage du ou des réacteurs d’adsorption, au sein de l’unité de traitement du fluide. Ainsi, l’invention permet de limiter voire de s’affranchir d’étapes de transport de média adsorbant à régénérer ou de média déjà régénéré.

Le procédé de régénération comprend au moins une étape de prélèvement d’au moins une partie du média adsorbant dudit au moins un réacteur d’adsorption.

Le prélèvement peut être mis en œuvre selon toute méthode bien connue de l’homme du métier. De préférence, le prélèvement de média adsorbant est effectué après un lavage du lit de média adsorbant.

Généralement, la partie de média adsorbant prélevée est introduite dans un réacteur de régénération avant l’étape de régénération. Lorsqu’il y a plusieurs réacteurs d’adsorption, le prélèvement d’une partie de média adsorbant peut être effectué sur tout ou partie des réacteurs, de préférence sur une partie des réacteurs d’adsorption.

Dans le cas où l’unité de traitement comprend plusieurs réacteurs d’adsorption, une partie de média adsorbant peut être prélevée dans un ou plusieurs des réacteurs d’adsorption, puis éventuellement mélangé pour l’étape de régénération chimique selon l’invention.

Ainsi, le procédé de régénération selon l’invention peut être mis en œuvre dans un ou plusieurs réacteurs de régénération, de préférence dans un unique réacteur de régénération.

De préférence, pour un réacteur d’adsorption, la partie de média adsorbant prélevée représente une quantité volumique inférieure ou égale à 50% du volume de média absorbant, de préférence quantité volumique inférieure ou égale à 30% du volume de média absorbant, de préférence encore une quantité volumique allant de 1 à 10% du volume de média adsorbant.

De l’eau peut être utilisée afin d’aider au mouvement du média adsorbant depuis le réacteur d’adsorption jusqu’au réacteur de régénération, cette eau pourra être appelée « eau motrice ». Lorsque le fluide à traiter est de l’eau, cette eau motrice sera de préférence prélevée dans la ligne d’amenée du fluide en amont du réacteur d’absorption.

Tout ou partie de cette eau motrice pourra éventuellement être évacuée avant mise en œuvre de l’étape de régénération. En effet, l’homme du métier pourra adapter la quantité d’eau dans la solution de régénération si la totalité de l’eau motrice n’est pas évacuée avant l’étape de régénération.

Selon un mode de réalisation, l’étape de prélèvement est déclenchée de manière périodique selon une fréquence de régénération déterminée à l’avance.

Selon un mode de réalisation, l’étape de prélèvement est déclenchée à la suite d’une étape de détection d’un défaut de qualité du fluide à traiter en aval de l’étape d’adsorption, de préférence l’étape de détection comprend la détection d’un défaut de qualité par comparaison du niveau de polluants ou du nombre de polluants entre l’amont de l’étape d’adsorption et l’aval de l’étape d’adsorption.

Le procédé de régénération selon l’invention comprend au moins une étape de régénération chimique comportant une étape de mise en contact de ladite partie de média adsorbant avec une solution de régénération comprenant de l’eau et de l’hydroxyde de sodium.

De préférence, la solution de régénération consiste en de l’eau et de l’hydroxyde de sodium.

Selon un mode de réalisation, la concentration massique en hydroxyde de sodium dans la solution de régénération est inférieure ou égale à 20%, de préférence inférieure ou égale à 15%, de préférence encore va de 0,5% à 10%, voire de 1 ,0 à 5% ou de 1 ,2 à 2,0%.

Selon un mode de réalisation préféré, la solution de régénération circule à travers le média adsorbant, de préférence en circuit fermé.

De préférence, lors de l’étape de régénération chimique, la solution de régénération est à une température inférieure ou égale à 60°C, de préférence allant de 20 à 50°C, de préférence encore de 30 à 40°C.

Dans le cas où le fluide à traiter est de l’eau, l’eau de la solution de régénération peut provenir du fluide à traiter, grâce à une dérivation en amont du réacteur d’adsorption sur une ligne d’amenée de fluide à traiter.

A l’issue de la régénération chimique, la solution de régénération peut être éventuellement réutilisée pour une ou plusieurs autres étapes de régénération. En effet, les inventeurs ont découvert que l’étape de régénération peut être mise en œuvre à l’aide d’une solution de régénération ayant déjà été utilisée dans une étape précédente de régénération. Ainsi, selon un mode de réalisation, la solution de régénération mise en œuvre dans l’invention est choisie parmi une solution de régénération neuve (c’est-à-dire n’ayant pas subie de régénération) ou une solution de régénération ayant déjà été mise en œuvre dans une ou plusieurs étapes de régénération chimique, par exemple dans 1 à 4 étapes de régénération. Dans le cas où le procédé de traitement d’un fluide vise à éliminer des micropolluants, notamment des micropolluants difficilement adsorbables, l’étape de régénération peut selon un mode de réalisation particulier être mise en œuvre à l’aide d’une solution de régénération ayant déjà été mise en œuvre dans 1 à 4 étapes de régénération.

Selon un mode de réalisation, le ratio entre la masse en kg de média adsorbant à régénérer et le volume en litre de solution de régénération utilisée au total va de 1/20 à 20/1, de préférence de 1/15 à 2/1, voire de 1/10 à 1/1. Selon un mode de réalisation du procédé de régénération selon l’invention, à l’issue du contact avec la solution de régénération, le média adsorbant est rincé à l’aide d’une solution de rinçage, qui typiquement circulera à travers le média adsorbant, de préférence dans le même sens que la solution de régénération. De préférence, la solution de rinçage comprend de l’eau, de préférence consiste en de l’eau. Lorsque le fluide à traiter est de l’eau, cette eau de rinçage sera de préférence prélevée dans la ligne d’amenée du fluide en amont du réacteur d’absorption.

Selon un mode de réalisation, le procédé de régénération comprend en outre une deuxième étape de rinçage à l’aide d’une deuxième solution de rinçage (différente de la première solution de rinçage) comprenant une solution acide. Cette étape de rinçage à l’acide permet de diminuer le pH. Lorsqu’elle est présente, cette étape de rinçage à l’acide est suivie d’une étape de rinçage à l’eau afin d’évacuer l’acide.

Selon un mode de réalisation, la ou les étapes de rinçage est(sont) mise(s) en œuvre par circulation de la solution de rinçage à travers le lit de média adsorbant, de préférence en continu. On parlera alors de rinçage dynamique.

Selon un mode de réalisation du procédé de régénération selon l’invention, l’étape de régénération chimique comporte en outre une étape d’égouttage à l’issue de l’étape de contact avec la solution de régénération, ladite étape d’égouttage étant mise en œuvre avant l’étape de rinçage.

Selon un mode de réalisation, l’étape d’égouttage dure de 1 heure à 72 heures, de préférence de 5 heures à 48 heures, de préférence encore de 10 heures à 36 heures.

Pour cette étape d’égouttage, la solution de régénération peut être évacuée du réacteur de régénération, par exemple par drainage, puis le média adsorbant est maintenu dans le réacteur de régénération. Les inventeurs ont en effet observé que cette étape d’égouttage permettait d’améliorer encore davantage le procédé de régénération, notamment cette étape permet à la solution de régénération encore présente au sein du média adsorbant de continuer à régénérer le média adsorbant. Pendant l’égouttage, si une petite partie de la solution de régénération est égouttée du média adsorbant, cette petite partie de la solution de régénération peut être maintenue dans le réacteur de régénération.

Selon un mode de réalisation, le procédé de régénération selon l’invention comprend en outre une étape de régénération électrochimique du média adsorbant effectuée avant ou après ou pendant l’étape de régénération chimique.

Le média adsorbant régénéré est ensuite typiquement réintroduit dans au moins un réacteur d’adsorption. Lorsque l’unité de traitement comprend plusieurs réacteurs d’adsorption, le média adsorbant régénéré peut être introduit dans le même réacteur d’adsorption ou dans un réacteur d’absorption différent du média adsorbant prélevé.

Dans le cas où l’unité de traitement comprend plusieurs réacteurs d’adsorption, une partie de média adsorbant peut être prélevée dans plusieurs des réacteurs d’adsorption, puis mélangé pour l’étape de régénération chimique selon l’invention. Ainsi, le média adsorbant régénéré sera typiquement réintroduit dans un ou plusieurs des réacteurs d’adsorption desquels le média à régénéré a été prélevé.

Selon un mode de réalisation, la partie de média adsorbant prélevé présente un taux d’abattement en au moins un polluant cible allant de 40 à 80%. Le polluant cible peut être la matière organique globale ou un micropolluant spécifique. En effet, le procédé de régénération de l’invention est particulièrement avantageux lorsqu’il est mis en œuvre sur un média adsorbant faiblement usagé.

De préférence, le procédé de régénération selon l’invention est mis en œuvre de façon périodique et comprend une étape de contrôle de la fréquence de régénération en fonction de l’âge du média adsorbant. La fréquence entre deux cycles de régénération peut être identique ou différente.

De préférence, la fréquence de la mise en œuvre du procédé de régénération selon l’invention est ajustée en fonction de la qualité du média adsorbant, par exemple en fonction de l’âge du média adsorbant.

Le média adsorbant présente typiquement une certaine diminution de ces capacités d’adsorption du fait de son utilisation en tant qu’adsorbant de polluants. Cette diminution des capacités est généralement approchée par la notion de productivité, elle-même assimilée à l’âge de l’échantillon. L’âge de l’échantillon, assimilé à sa productivité, peut ainsi être compté en volume de lit traité (ou « bed volume treated » en anglais, plus couramment désigné par « bed volume », abrégé respectivement en BVT et BV). Le volume de lit traité correspond au volume de fluide traité, plus particulièrement de l’eau, par l’adsorbant rapporté au volume de l’adsorbant. Ainsi plus la productivité de l’adsorbant est élevée, plus l’adsorbant a traité de fluide, et plus il est usé, ou âgé, et alors on peut supposer que ses capacités d’adsorption ont diminué.

Selon un mode de réalisation de l’invention, la qualité du média adsorbant est mesurée, typiquement suivie, afin de déterminer l’âge du média adsorbant qui peut être défini par le taux d’abattement réel en polluant et/ou par le volume de lit traité et/ou par l’indice d’iode.

Ainsi, le procédé de régénération selon l’invention permet de rajeunir le média adsorbant puisqu’après introduction d’une partie de média régénéré, le lit de média adsorbant du réacteur d’adsorption aura un âge plus jeune que le média adsorbant prélevé pour la régénération. La mesure de l’abattement réel en un polluant cible du média adsorbant peut être suivie afin de déterminer l’âge du média adsorbant.

De préférence, la partie de média adsorbant prélevé présente un taux d’abattement réel en au moins un polluant cible allant de 40 à 80%. Selon un mode de réalisation, le polluant cible est choisi parmi la matière organique et des micropolluants. De préférence, le micropolluant cible est choisi parmi l’atrazine et les dérivés de l’atrazine (tels que le deisopropylatrazine, hydroxyatrazine, desethylatrazine), le metolachlore, le metolachlore OXA, le metolachlore ESA, le metazachlore OXA, le chlortoluron, le diuron, le métaldéhyde.

Cette mesure de l’abattement en polluant peut en particulier être effectuée de manière directe par la comparaison des concentrations de polluants en amont et en aval d’un traitement d’un fluide à l’aide d’un échantillon d’adsorbant extrait. L’abattement en polluants peut aussi être mesuré de manière indirecte, par la mesure d’un niveau de polluants à l’aide par exemple d’une méthode de mesure d’indice d’iode ou encore par chromatographie, spectrométrie de masse ou spectroscopie de fluorescence (en particulier par HPLC, HPLC- HR ou HPLC-HR & MS). Ce niveau de polluants ainsi déterminé peut ensuite être corrélé à une concentration réelle de polluants, par exemple à l’aide d’abaques prédéterminés notamment pour chaque polluant.

Dans le cadre de la présente invention, un abattement réel en au moins un polluant allant de 40 à 80% signifie qu’à l’instant t considéré, 40 à 80% en concentration dudit polluant est adsorbé par le média adsorbant ayant la qualité de l’instant t.

Le procédé de régénération selon l’invention peut ainsi comprendre une étape de mesure de l’âge (réel) du média adsorbant et la durée avant la prochaine régénération ainsi que la quantité de média régénéré réintroduit dans un réacteur d’adsorption peuvent être déterminées en fonction d’un âge cible à atteindre pour ledit réacteur d’adsorption.

Le procédé de régénération selon l’invention peut ainsi comprendre le remplacement partiel du lit d’adsorbant avec de l’adsorbant d’âge jeune (régénéré) jusqu’à obtenir l’âge moyen cible déterminé pour le lit d’adsorbant. La quantité d’adsorbant d’âge jeune à ajouter est par exemple calculée à l’aide de la moyenne arithmétique de la quantité d’adsorbant usé restant dans le lit et de la quantité d’adsorbant d’âge jeune ajouté dans le lit.

Selon un mode de réalisation, pour déterminer un âge cible auquel renouveler le lit de charbon, l’abattement en polluants de l’adsorbant extrait rajeuni est qualifié d’ « abattement réel en polluants ». L’abattement est qualifié de réel en ce qu’il est déterminé sur la base d’un échantillon de l’adsorbant effectivement utilisé dans le procédé de traitement.

Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, les mesures d’abattements en polluants du média adsorbant sont mises en œuvre par des tests d’adsorption en lit court. L’adsorption en lit court correspond à l’expression en anglais Short Bed Adsorber, abrégé en SBA.

Selon ce mode de réalisation, la fréquence de la régénération sera alors fixée en fonction du taux d’abattement en au moins un polluant cible. Le prélèvement de média adsorbant à régénérer pourra alors être déclenché dès que le taux d’abattement en au moins un polluant cible sera de 40 à 80%, de préférence de 50 à 70%. Selon un mode de réalisation, le polluant cible est choisi parmi la matière organique et des micropolluants. De préférence, le micropolluant cible est choisi parmi l’atrazine et les dérivés de l’atrazine (tels que le deisopropylatrazine, hydroxyatrazine, desethylatrazine), le metolachlore, le metolachlore OXA, le metolachlore ESA, le metazachlore OXA, le chlortoluron, le diuron, le métaldéhyde.

D’autres méthodes de mesure d’abattement réel en polluant peuvent être utilisées dans le cadre de la présente invention.

Selon un mode de réalisation, l’abattement réel en au moins un polluant est déterminé par une mesure et un suivi d’au moins un polluant présent dans le fluide à l’entrée du média adsorbant et une mesure et un suivi d’au moins un polluant présent dans le fluide à la sortie du média adsorbant.

Ainsi, il est possible, par exemple, de mettre en œuvre un analyseur en continu de type chromatographie liquide ou gaz, tel qu’un capteur de composés organiques volatiles (COV) en ligne, à l’entrée et à la sortie du réacteur comprenant le média adsorbant. Selon ce mode de réalisation, le ou les polluants suivi(s) peuvent être choisi(s) parmi les pesticides, métabolites, solvants, résidus industriels, et des combinaisons de ceux-ci. Le document US2019383779 décrit un procédé de traitement et de suivi en ligne de polluants.

Des analyses régulières, par exemple par chromatographie liquide ou gazeuse couplée à une spectrométrie de masse, sur le fluide à l’entrée et sur le fluide à la sortie peuvent être mise en œuvre afin de comparer l’évolution de la teneur en au moins un polluant.

Ainsi, la différence de concentration en au moins un polluant dans le fluide à l’entrée et dans le fluide à la sortie permet ainsi de quantifier un abattement réel du/des polluants suivi(s).

Alternativement ou en plus, l’abattement réel en au moins un polluant peut être quantifié via le suivi d'une unité pilote (colonne de filtration adsorption avec le même média adsorbant que l’unité industrielle) alimentée en parallèle de l'unité industrielle, mise en place et dédiée spécifiquement, au suivi de la différence de qualité du fluide entre l’entrée et la sortie de ce lit pilote et/ou de la qualité du media de ce lit pilote. L’âge du média adsorbant peut être déterminé à partir des capacités d’adsorption théorique pour un volume de lit traité.

Selon un mode de réalisation, l’âge cible va de 20000 à 100000 BVT, de préférence de 30 000 à 75 000 BVT, de préférence encore de 40 000 à 60 000 BVT. Il conviendra de remettre à zéro le BVT à l’issue de chaque mise en œuvre du procédé de régénération selon l’invention.

Selon ce mode de réalisation, la fréquence de la régénération sera alors fixée en fonction du volume de lit traité. Le prélèvement de média adsorbant à régénérer pourra alors être déclenché dès que le volume de lit traité du média adsorbant sera de 20 000 à 100 000 BVT, de préférence de 30000 à 75000 BVT, de préférence encore de 40000 à 60000 BVT.

La mesure du volume de lit traité peut être couplée à la mesure du taux d’abattement réel, et éventuellement à la quantité du fluide à traiter.

L’indice d’iode peut également être mesuré afin de déterminer l’âge du média adsorbant. Cet indice d’iode est la quantité en milligramme d'iode adsorbée par gramme d’adsorbant et sert à quantifier le pouvoir adsorbant d’un média adsorbant. Par exemple pour un adsorbant neuf, l’indice d’iode peut être supérieur à 950 ou 1000 mg/g (tel que pour le charbon actif préféré). A l’inverse pour un adsorbant usagé, l’indice d’iode peut être inférieur ou égal à 500 mg/g. La régénération de l’adsorbant peut alors amener à recouvrer un indice d’iode de préférence supérieur à 600 mg/g ou plus préférentiellement supérieur à 700 mg/g.

Selon ce mode de réalisation, la fréquence de la régénération sera alors fixée en fonction de l’indice d’iode du média adsorbant. Le prélèvement de média adsorbant à régénérer pourra alors être déclenché dès que l’indice d’iode sera dans la gamme allant de 500 à 800 mg/g.

Dans le cadre de la présente invention, l’indice d’iode peut être déterminé selon la norme ASTM D4607.

D’autres indices peuvent être utilisés pour déterminer l’âge du média adsorbant à régénérer. Parmi ces autres indices, on peut citer par exemple l’indice de bleu de méthylène, l’indice de phénol, l’indice de mélasse, l’indice acide tannique, le suivi de colorant acetoxime. Ces autres indices sont déterminés par une mesure sur un échantillon de média adsorbant.

Ainsi, si l’indice de bleu de méthylène du média adsorbant est entre 80 et 120 ml/g, alors ledit média adsorbant peut être considéré comme un média adsorbant d’âge jeune devant être régénéré dans le cadre de l’invention.

L’indice de bleu de méthylène du média adsorbant peut être déterminé selon toute méthode connue de l’homme du métier. Si l’indice d’acétoxime du média adsorbant est entre 80 et 160, alors ledit média adsorbant peut être considéré comme un média adsorbant d’âge jeune devant être régénéré dans le cadre de l’invention.

L’indice d’acétoxime du média adsorbant peut être déterminé selon toute méthode connue de l’homme du métier.

Si l’indice de mélasse du média adsorbant est entre 50 et 150 mg/G, alors ledit média adsorbant peut être considéré comme un média adsorbant d’âge jeune devant être régénéré dans le cadre de l’invention.

L’indice de mélasse du média adsorbant peut être déterminé selon toute méthode connue de l’homme du métier.

Procédé de traitement d’un fluide

L’invention concerne également un procédé de traitement d’un fluide dans une unité de traitement comprenant au moins une phase de production, dans lequel ladite au moins une phase de production comprend le passage d’un fluide à traiter à travers un lit de média adsorbant au sein d’un réacteur d’adsorption, ledit procédé de traitement comprenant au moins une mise en œuvre d’un procédé de régénération selon l’invention.

Typiquement, le procédé de traitement comprendra également au moins une phase d’arrêt, ladite au moins une phase d’arrêt comprenant de préférence une séquence de lavage du média et éventuellement la mise hors production de l’unité et une mise en œuvre du procédé de régénération selon l’invention.

Ledit procédé de régénération selon l’invention peut être mis en œuvre pendant au moins une phase de production ou une éventuelle phase d’arrêt de l’unité de traitement. En effet, si le débit lors de l’extraction de média adsorbant n’est pas trop élevé (par exemple grâce à un hydroéjecteur), alors il est possible de mettre en œuvre le procédé de régénération pendant une phase de production.

Les caractéristiques du fluide, du média adsorbant et de l’unité de traitement définies dans le cadre du procédé de régénération sont valables pour le procédé de traitement d’un fluide selon l’invention. Ainsi, de façon préférentielle, le média adsorbant est choisi parmi le charbon actif en grains, la résine échangeuse d'anions, les biomatériaux, les polymères à empreinte moléculaire et les matériaux minéraux, de préférence le média adsorbant est un charbon actif en grains. Également, de façon préférentielle, le fluide à traiter est de l’eau.

Selon un mode de réalisation, le procédé de traitement selon l’invention comprend en outre au moins une phase d’arrêt dans laquelle le lit de média adsorbant est lavé à l’aide d’une solution de lavage. Selon un mode de réalisation, le procédé de traitement d’un fluide comprend une étape de contrôle de la qualité du média adsorbant, par exemple par mesure de l’âge du média adsorbant.

Selon un mode de réalisation, le procédé de traitement selon l’invention comprend en outre une étape de mesure de l’âge du média adsorbant, de préférence mise en œuvre par mesure du taux d’abattement réel en au moins un polluant cible par le média adsorbant, et/ou par mesure du volume de lit traité par le média adsorbant, et/ou par mesure de l’indice d’iode du média adsorbant.

De préférence, le procédé de traitement selon l’invention comprend une mesure du volume de lit traité par le média adsorbant qui permet de déclencher le procédé de régénération.

Selon ce mode de réalisation, la fréquence de la régénération sera alors fixée en fonction du volume de lit traité. Le prélèvement de média adsorbant à régénérer pourra alors être déclenché dès que le volume de lit traité du média adsorbant sera de 20 000 à 10 0000 BVT, de préférence de 30000 à 75 000 BVT, de préférence encore de 40 000 à 60000 BVT.

La mesure du volume de lit traité peut éventuellement être couplée à la mesure du taux d’abattement réel, et éventuellement à la quantité du fluide à traiter.

Selon un mode de réalisation, le procédé de traitement d’un fluide selon l’invention est mis en œuvre dans le cadre d’un procédé de traitement par charbon actif par flux ascendant, tel que divulgué dans le document FR 3003477, précédemment cité, et auquel il est renvoyé.

Selon un mode de réalisation, le procédé de traitement d’un fluide selon l’invention est mis en œuvre dans le cadre d’un procédé de traitement par charbon actif par flux descendant.

La présente invention peut également mettre en œuvre, en parallèle de l’unité de traitement, une unité pilote dans laquelle le même fluide à traiter circule dans un échantillon du même média adsorbant. Ladite unité pilote comprendra ainsi typiquement au moins un moyen de mesure de l’âge du média adsorbant, ledit moyen de mesure de l’âge peut ainsi être mis en œuvre sur le média adsorbant ou sur le fluide traité (à la sortie du média adsorbant de l’unité pilote). L’unité pilote sera ainsi très représentative de l’unité de traitement « réelle » et permettra alors de déterminer l’âge du média adsorbant et en fonction de l’âge, de déclencher une étape régénération telle que définie dans l’invention pour l’unité de traitement selon l’invention.

Unité de traitement d’un fluide

L’invention concerne également une unité de traitement d’un fluide pour la mise en œuvre du procédé de traitement selon l’invention, ladite unité de traitement comprenant : - au moins un réacteur d’adsorption de polluants contenus dans le fluide à traiter, le réacteur comprenant en son sein un média adsorbant,

- au moins un moyen de prélèvement de média adsorbant du réacteur d’adsorption,

- au moins un moyen d’introduction de média adsorbant dans le réacteur d’adsorption.

Typiquement, l’unité de traitement selon l’invention comprend en outre au moins un réacteur de régénération comportant une conduite d’entrée de média adsorbant issu dudit au moins un réacteur d’adsorption et une conduite de sortie permettant de réintroduire le média adsorbant régénéré dans au moins un réacteur d’adsorption identique ou différent du réacteur d’adsorption d’où est issu le média absorbant à régénérer.

Les caractéristiques du fluide, du média adsorbant et de l’unité de traitement définies dans le cadre du procédé de régénération sont valables pour l’unité de traitement d’un fluide selon l’invention. Ainsi, de façon préférentielle, le média adsorbant est choisi parmi le charbon actif en grains, la résine échangeuse d'anions, les biomatériaux, les polymères à empreinte moléculaire et les matériaux minéraux, de préférence le média adsorbant est un charbon actif en grains.

Selon un mode de réalisation, l’unité de traitement comprend au moins deux réacteurs d’adsorption, de préférence au moins trois réacteurs d’adsorption. Selon ce mode de réalisation à plusieurs réacteurs d’adsorption, de préférence, l’unité de traitement comprend un unique réacteur de régénération.

Selon un mode de réalisation, l’unité de traitement comprend une cuve destinée notamment à la préparation de la solution de régénération, ladite cuve comprenant typiquement des moyens de chauffage permettant de chauffer la solution de régénération avant le contact avec le média adsorbant à régénérer.

De préférence, la cuve de préparation de la solution de régénération alimente le réacteur de régénération. L’unité de traitement selon l’invention peut comprendre une boucle de circulation entre la cuve de préparation de la solution de régénération et le réacteur de régénération.

Lorsque la régénération est terminée, la cuve de préparation de la solution de régénération peut être vidée et remplacée par la solution de rinçage (mise en œuvre dans le cadre du procédé de régénération selon l’invention).

Selon un mode de réalisation, l’unité de traitement comprend des moyens de mesure de l’âge du média adsorbant. De préférence, lesdits moyens de mesure de l’âge du média adsorbant sont choisis parmi un spectroscope UV, un dispositif de mesure du carbone organique dissous, un dispositif de test d’adsorbeur à lit court, et des combinaisons de ceux- ci.

EXEMPLES Exemple 1 : Procédé de traitement selon l’invention

Un procédé de traitement est par exemple mis en œuvre avec les caractéristiques suivantes : Réacteur(s) d’adsorption o Débit total = 1000-1200 m ³ /h et vitesse 10-15 m/h ; o 4 réacteurs de charbon actif en grains (CAG) de 20 m ² chacun et 30 m ³ de CAG chacun ; o Temps de contact de 6 à 9 minutes ; o VV cible maximum = 50 000 VV (âge du media permettant d’adsorber micropolluants visés et garantir/maitriser qualité eau sortie réacteur) ; o Extraction de CAG de 4%vol tous les 8 jours => 48 000 VV ± 1000 VV ; Réacteur(s) de régénération :

1 ,2 m ³ de CAG - soit environ 0,8 m ² (diamètre 1 m) pour 1 ,5 m de hauteur,

Décalage des extractions entre les réacteurs = environ 2 jours.

La [Fig. 1] est non limitative et illustre un mode de réalisation d’un procédé de traitement selon l’invention :

A. Fonctionnement en filtration :

L’eau à l’entrée (EE) du média adsorbant (CAG par exemple) est introduit dans au moins un réacteur de CAG 1 , 2, 3, 4, passe au travers d’au moins un lit de charbon actif et sort par la ligne ES (eau de sortie).

B. Prélèvement du CAG (CAGp) d’au moins un des réacteurs de CAG 1 , 2, 3, 4, typiquement après une étape de lavage pour extraire du media du lit homogénéisé par lavage/brassage air à l’aide de l’eau dit motrice (EM). 100-150 g/l de CAG peuvent être prélevé.

C. Régénération dans le réacteur de régénération 5 :

Le temps de contact média/solution régénérante est de 1 heure en circuit fermé, illustré par la circulation (Ce) et la recirculation (Rc). La température de la solution de régénération est de 40°C (à l’aide d’une résistance thermique 10 par exemple) dans un dispositif de préparation de la solution de régénération 6, et la solution de régénération consiste en de la soude 8 à 1 ,7% (préparée par exemple avec de l’eau déminé 9).

A l’issue de la régénération, la solution régénérante peut être vidangée vers le rejet Rj (F), ou dirigée vers une cuve de stockage 7 pour réutilisation ultérieure.

Typiquement, le média adsorbant est ensuite « égoutté » en statique de préférence pendant 48h (temps décalage entre 2 extractions).

D. Rinçage (R):

Le média adsorbant régénéré, dans le réacteur de régénération peut être rincé, de préférence avec l’eau du site (EE, avant CAG).

Le rinçage peut être effectué par contact en dynamique (circulation ouverte) par passage de 2x 7 volumes d’eau par volume de CAG.

A l’issue du rinçage, l’eau de rinçage peut être évacué vers le rejet Rj (F)

E. Le média en mode « humide » après l’étape de rinçage est ensuite réinjecté (CAGr) par exemple via hydro- injection avec l’eau du site (EE avant CAG) dans au moins un réacteur d’adsorbant 1, 2, 3, 4, identique ou différent du réacteur d’adsorption d’où est prélevé le média à l’étape (B).

Exemple 2 : Tests de régénération Protocole :

Ces tests ont été mis en œuvre avec un média adsorbant de type CAG ayant un âge d’environ 50 000 VV.

Les solutions de régénération sont obtenues par dilution d’une solution de soude à 35%. On introduit 100 g de CAG à régénérer avec 800 mL de la solution préparée dans une bouteille de 1 L (sauf pour l’exemple « effet du ratio masse de CAG/volume de solution régénération » où la quantité de solution est de 200, 500 ou 800 mL). Les bouteilles sont placées dans un agitateur rotatif où elles sont mélangées à une vitesse d’environ 15 tours par minute.

Pour tous les tests, 100 g de CAG sont pesés. 100 g de CAG drainé correspond à entre 100 et 125 mL selon le degré d’humidité du CAG.

Après régénération il est possible de rincer le CAG pour éliminer la soude pouvant encore potentiellement agir au sein du média, mais surtout pour diminuer le pH de l’eau en sortie du filtre ou encore éliminer des pores de CAG, les composé dissous désorbés.

Deux façons de rincer sont étudiées dans ces tests : le rinçage statique et le rinçage en circulation. Dans les deux cas le CAG est mis en contact avec un certain volume d’eau de forage ou d’eau déminéralisée, une ou plusieurs fois.

• Rinçage statique : le CAG est placé dans une bouteille d’un litre avec de l’eau, sans mouvement pendant plusieurs heures.

• Rinçage en circulation : le CAG est placé dans une colonne avec de l’eau. L’eau est pompée par le haut de la colonne puis réinjectée dans le bas de la colonne (ou évacuée) via une pompe péristaltique. La pompe est configurée pour délivrer un débit correspondant à une vitesse équivalente à celle du pilote (15 m/h).

Le SBA, ou Short Bed Adsorber Adsorber est un test d’adsorption sur CAG non broyé, en mini-colonnes, dans des conditions de mise en œuvre proches de celles appliquées à échelle pilote. Du CAG, neuf, usagé ou régénéré est placé dans des cartouches à travers desquelles passe de l’eau brute dopée en micropolluants (matrice d’alimentation). L’eau d’entrée et l’eau de sortie de chaque cartouche est analysée pour déterminer l’abattement des micropolluants par le CAG, caractérisant ainsi les capacités d’adsorption du CAG testé. La pompe péristaltique permet le passage de l’eau à vitesse fixée pour un temps de contact visé dans la colonne, en flux ascendant ou descendant.

Pour que les conditions du test SBA soient représentatives de celles du site il faut de préférence maintenir un temps de contact équivalent, utiliser la même matrice d’entrée et faire passer un volume minimum de 200 VV.

L’eau brute en entrée du SBA est dopée à 2,5 pg/L pour des micropolluants, de type pesticides ou métabolites : Métolachlore OXA Métazachlore ESA, Alachlore OXA, Métolachlore ESA. L’eau est transférée vers les cartouches de CAG, et est analysée à leur entrée et à leur sortie. Pour chaque prélèvement la concentration en micropolluants et en matière organique (COD et l’absorbance UV) est mesurée.

Les concentrations des eaux en entrée et en sortie du média témoin (CAG avant régénération, partiellement saturé pour l’adsorption de certains micropolluants) et du média de référence (CAG neuf) sont aussi analysées pour déterminer le taux d’abattement, le coefficient d’efficacité (RE) et le coefficient d’efficacité maximale de régénération (RE max) pour les micropolluants et la matière organique.

Les 4 micropolluants cités ont été choisis car ils sont faiblement adsorbables, c’est-à-dire qu’ils sont associés à des percées de filtres à CAG pour des productions ou âge de media comprises entre 50 000 et 100 000 VV.

La matière organique (MO) n’est pas nocive en elle-même mais a de nombreuses conséquences sur le traitement et l’aspect de l’eau. Elle est, par réaction avec des oxydants (ozone, chlore...) à l’origine de sous-produits de désinfection, elle donne une couleur à l’eau et est susceptible de saturer les médias filtrants.

En concurrence avec les micropolluants (concentration du microgramme par litre), la MO (concentration de l’ordre du milligramme par litre) s’adsorbe elle aussi sur le CAG et peut boucher l’accès à certains pores.

Il est donc utile de réduire la matière organique pour éviter de saturer le CAG, la MO est suivie par analyse en spectroscopie UV (à 254 nm) et mesure du COD (Carbone Organique Dissout). Plus les valeurs d’UV et de COD sont élevées, plus la MO est présente.

Le COD est mesuré après passage à travers un filtre (COT-mètre).

Evaluation des performances Le coefficient de récupération d’efficacité de régénération (RE) a été choisi, pour quantifier la performance de la régénération du CAG, vis-à-vis de l’adsorption de la MO et des micropolluants suivis dans le projet. Il est calculé à partir de l’abattement du composé suivi, sur le CAG régénéré et sur le CAG témoin. Ces grandeurs sont donc propres à chaque micropolluant (A).

L’abattement d’un composé : A = avec Co la concentration du composé à l’entrée du filtre de CAG et C la concentration du composé à la sortie du filtre de CAG.

Le coefficient d’efficacité de régénération RE = ^{AQAG REGEWERE} avec A l’abattement d’un

^A CAG TÉMOIN composé.

Le coefficient maximal d’efficacité de régénération RE max = ^{Acag REGEWERE A} CAG NEUF

Pour interpréter les résultats, le RE du CAG régénéré est comparé à la borne RE = 100% et au RE max pour un micropolluant donné suivant les indications :

• Si RE < 100% le CAG régénéré a vu sa capacité d’adsorption diminuer.

• Si RE = 100% la régénération n’a eu aucune influence sur la capacité d’adsorption.

• Si RE > 100% le CAG régénéré a vu sa capacité d’adsorption augmenter.

• Si RE = RE max, la capacité d’adsorption retrouvée est équivalente à celle du CAG neuf. Cela correspond à la valeur maximale possible.

Effet de la nature de l’eau

Une étape de régénération telle que décrite dans cet exemple a été mise en œuvre pendant 7h, avec une solution de soude concentrée à 1,7% en utilisant soit de l’eau déminéralisée soit de l’eau de forage (eau du site à traiter). Le coefficient d’efficacité RE a été déterminé pour différents polluants et est représenté sur la [Fig. 2]

Les résultats montrent que la nature de l’eau a peu d’influence sur la régénération. Ainsi, de préférence, la solution de régénération mise en œuvre dans l’invention comprend de l’eau provenant du site de traitement, par exemple du fluide à traiter dans le cas où le fluide à traiter est de l’eau, telle que de l’eau de forage.

Effet de la concentration en soude

Une étape de régénération telle que décrite dans cet exemple a été mise en œuvre pendant 7h, avec une solution de soude concentrée à 1 ,7% et 15,2%. Le coefficient d’efficacité RE a été déterminé et est représenté sur la [Fig. 3] Les résultats de la Fig. 3 montrent qu’il y a une très faible différence entre une concentration de 1,7% et une concentration de 15,2%. Effet du ratio masse de CAG/volume de solution régénération

Une étape de régénération telle que décrite dans cet exemple a été mise en œuvre avec 100g de CAG et différents volumes de solution régénérante à 1 ,7% : 200 ml_, 500 ml_ et 800 ml_. Le coefficient d’efficacité RE a été déterminé et est représenté sur la [Fig. 4] Les résultats de la Fig. 4 montrent que le volume de solution régénérante a peu d’influence sur la régénération. Ainsi, le procédé présente l’avantage de pouvoir être mis en œuvre avec une quantité restreinte de solution de régénération, diminuant ainsi les réactifs et les rejets.

Effet du temps de contact

Une étape de régénération telle que décrite dans cet exemple a été mise en œuvre avec différents temps de contact soude/CAG sous agitation), avec une solution régénérante à

I ,7%. Le coefficient d’efficacité RE a été déterminé et est représenté sur la [Fig. 5] Les résultats de la Fig. 5 montrent que la durée de régénération a peu d’influence sur l’efficacité de la régénération.

Effet du rinçage

L’effet du rinçage après l’étape de régénération a été évalué.

Un rinçage statique a été mis en œuvre pendant 7h (après une régénération de 7h avec une solution à 1,7%). Le pH de la solution de rinçage (eau déminéralisée) diminue lorsque le nombre de VV de rinçage augmente. Ainsi, pour 2VV, le pH est de 10,5, pour 5VV, le pH est de 9,5 et pour 10VV, le pH est de 9. Le coefficient d’efficacité RE a été déterminé et est représenté sur la [Fig. 6] Les résultats de la [Fig. 6] montrent que le rinçage a peu d’influence sur l’efficacité de la régénération.

Un rinçage dynamique avec une circulation fermée a été mis en œuvre pendant 7h (après une régénération de 7h avec une solution à 1,7%). Le pH de la solution de rinçage (eau du site) diminue lorsque le nombre de VV de rinçage augmente. Ainsi, pour 2VV, le pH est de

I I , pour 5VV, le pH est de 9,5 et pour 10VV, le pH est de 9.

Effet de l’eau de rinçage

Un rinçage statique a été mis en œuvre avec de l’eau déminéralisée ou de l’eau du site de 10VV pendant 7h (après une régénération de 7h avec une solution à 1 ,7%). Le coefficient d’efficacité RE a été déterminé et est représenté sur la [Fig. 7]

Un rinçage dynamique (circuit fermé) a été mis en œuvre avec de l’eau déminéralisée ou de l’eau du site de 10VV pendant 7h (après une régénération de 7h avec une solution à 1 ,7%). Le coefficient d’efficacité RE a été déterminé et est représenté sur la [Fig. 8] Les résultats des Fig. 7 et Fig. 8 montrent que la nature de l’eau de rinçage a peu d’influence sur l’efficacité de la régénération. Ainsi, selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’eau de rinçage est l’eau du site (eau de forage) provenant du fluide à traiter.

Effet d’une étape d’égoutage

Les inventeurs ont découvert qu’une étape d’égouttage (temps d’attente) avant l’étape de rinçage ou le test SBA pouvait être mise en œuvre afin d’améliorer l’efficacité de la régénération.

Un test SBA a été mis en œuvre immédiatement après une régénération de 1h avec une solution régénérante de 1 ,7% et 24h après cette régénération afin d’évaluer l’effet de l’étape d’égouttage. Le coefficient d’efficacité RE a été déterminé et est représenté sur la [Fig. 9] Les résultats de la Fig. 9 montrent qu’attendre 24h avant de faire un test SBA sur l’échantillon permet de retrouver une meilleure capacité d’adsorption que lorsqu’il est immédiatement testé en SBA. Ce résultat laisse penser que la soude au sein du media « égoutté » continue d’agir durant cette phase statique après celle initiale de contact soude/media sous agitation. La méthodologie de test SBA applique un temps de stabilisation de l’échantillon de 200 VV qui s’apparente à un rinçage du media testé.

Une étape de rinçage a été mise en œuvre immédiatement après une régénération de 1h avec une solution régénérante de 1 ,7% ou une étape de rinçage a été mise en œuvre 24h après une régénération de 1h avec une solution régénérante de 1 ,7%. Le coefficient d’efficacité RE a été déterminé et est représenté sur la [Fig. 10] où le résultat sans rinçage avec un SBA immédiat est également indiqué. Les résultats de la Fig. 10 montrent qu’une étape d’égouttage avant étape de rinçage rend la régénération plus efficace.

L’invention propose ainsi un procédé de régénération efficace, mettant en œuvre une quantité réduite de réactifs et pouvant utiliser l’eau du site comme solution de rinçage et/ou dans la solution de régénération. En particulier, la concentration en soude peut être inférieure à 2% dans la solution de régénération, en particulier lorsque le procédé de régénération comprend une étape d’égouttage (attente) avant rinçage.