Fiche descriptive : Traitement aux rayons ultraviolets

De : Services publics et Approvisionnement Canada

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Description

L'oxydation aux rayons ultraviolets (UV) est un processus ex situ par lequel l'eau souterraine contaminée est pompée, mélangée à un ou des agents oxydants (peroxyde d'hydrogène, ozone ou autre) et soumise à un rayonnement UV dans le but de détruire les contaminants organiques. L'oxydation des contaminants est effectuée par l'action combinée de l'agent oxydant et du rayonnement UV. Cette technologie permet de détruire les contaminants.

Cette technologie s'applique principalement aux composés volatils et semi-volatils, mais aussi aux pesticides et aux explosifs.

Lien Internet :

Ultraviolet Oxidation—Techtree—Center for Public Environmental Oversight (CPEO)

Mise en œuvre de la technologie

Les dispositifs d'extraction d'eau souterraine (puits, tranchées, drains perméables ou autres) sont utilisés pour collecter les eaux souterraines contaminées qui sont acheminées vers le système de traitement, traitées puis rejetées.

La mise en œuvre d’un système de traitement UV peut inclure :

  • la mobilisation, l'accès au site et les installations temporaires;
  • l'installation d’un système de rejet (évacuation vers des conduites existantes, nouvel exutoire d’eau de surface, réinjection, champ d'infiltration ou bassin d'infiltration).
  • l’aménagement de puits, de tranchées de collecte ou l'installation de drains perméables;
  • l’installation de pompes et de conduites d’adduction (souvent souterraines ou en tranchées conçues pour le gel et à l’abri de la circulation);
  • l'installation d’un système de traitement (pouvant nécessiter un petit bâtiment ou un conteneur);
  • l’installation d’un système de traitement des émissions gazeuses;

Matériaux et entreposage

  • Cette technologie est mise en place au moyen de méthodes et d’équipements traditionnels et couramment disponibles pour des travaux d’aménagement et d’installation de puits;
  • Les unités de traitement peuvent être construites sur place ou préalablement assemblées et acheminées dans des conteneurs d’expédition, des remorques ou des palettes;
  • Les équipements de traitement nécessitent la mise en place d’une source d’énergie et peuvent nécessiter l’utilisation de produits d’entretien;
  • Les systèmes de traitement varient et peuvent inclure l’utilisation d’oxydants, de substrats biologiques, de matériaux adsorbants et/ou de différents agents;
  • La construction et l’aménagement ont généralement peu d’impact et nécessitent peu d’entreposage sur le site.

Résidus et rejets 

La mise en place du système pourrait mener à la gestion de sols contaminés résultant des activités de forage ou d’excavation. Dans ce cas, ces sols doivent être éliminés hors site.

Les systèmes de traitement peuvent générer certaines quantités de rejets solides (sels inertes), liquides et gazeux.

Généralement, les eaux souterraines traitées respectent les critères applicables et ne présentent pas de risque élevé lors de leur rejet. Les eaux traitées qui contiennent des sous-produits ou des excès d'agents réactifs ou des niveaux inacceptables de pH peuvent être une source de danger pour les récepteurs en aval. Un suivi de la qualité de l’eau se doit d’être effectué.

Analyses recommandées dans le cadre d’une caractérisation détaillée

Analyses chimiques

  • pH
  • L'alcalinité
  • La concentration des métaux
  • La concentration des contaminants présents dans les phases :
    • dissoutes
  • Carbone organique total
  • Potentiel d'oxydoréduction
  • Solides dissous totaux
  • Fer et ferrobactéries

Analyses physiques

  • La température
  • La concentration des matières en suspension
  • La présence des liquides en phase non aqueuse (légers ou denses)
  • La turbilité

Essais recommandés dans le cadre d’une caractérisation détaillée

Essais chimiques

  • Évaluation de la demande en oxydants chimiques

Remarque :

Un essai à petite échelle sur le terrain est requis afin de déterminer l'efficacité de la technologie ainsi que le design adapté aux conditions spécifiques du site contaminé (temps de résidence, débit de pompage, nécessité d'un prétraitement).

Autre information recommandée pour une caractérisation détaillée

Phase II

  • Le débit d'eau à traiter

Remarques :

Un essai à petite échelle sur le terrain est requis afin de déterminer l'efficacité de la technologie ainsi que le design adapté aux conditions spécifiques du site contaminé (temps de résidence, débit de pompage, nécessité d'un prétraitement).

Applications

  • Le traitement aux UV s'applique à la contamination dissoute.
  • Cette technologie est efficace pour le traitement de composés organiques.

Applications aux sites en milieu nordique

L’extraction et le traitement de l’eau souterraine ne sont pas toujours appropriés dans les régions éloignées qui n’ont pas accès aux services publics ou à de la main-d’œuvre locale pouvant assurer le suivi et l'entretien des équipements. L’aménagement des points d’extraction (puits, tranchée ou drain) devra tenir compte du gel profond du sol et des changements saisonniers de conditions du sol. Pour ce qui est des équipements de traitement, ils devront être conçus pour de possibles longues périodes sans intervention de l’exploitant du système.

Type de traitement

Type de traitement
Type de traitementS’applique ou Ne s’applique pas
In situ
Ne s’applique pas
Ex situ
S’applique
Biologique
Ne s’applique pas
Chimique
S’applique
Contamination dissoute
S’applique
Contamination résiduelle
Ne s’applique pas
Contrôle
Ne s’applique pas
Phase libre
Ne s’applique pas
Physique
S’applique
Résorption
S’applique
Thermique
Ne s’applique pas

État de la technologie

État de la technologie
État de la technologieExiste ou N'existe pas
Démonstration
N'existe pas
Commercialisation
Existe

Contaminants ciblés

Contaminants ciblés
Contaminants ciblésS'applique, Ne s'applique pas ou Avec restrictions
Biphényles polychlorés
S'applique
Chlorobenzène
S'applique
Composés inorganiques non métalliques
Ne s'applique pas
Composés phénoliques
S'applique
Explosifs
S'applique
Hydrocarbures aliphatiques chlorés
S'applique
Hydrocarbures aromatiques monocycliques
S'applique
Hydrocarbures aromatiques polycycliques
S'applique
Hydrocarbures pétroliers
S'applique
Métaux
Ne s'applique pas
Pesticides
S'applique

Durée du traitement

Durée du traitement
Durée du traitementS’applique ou Ne s’applique pas
Moins de 1 an
S’applique
1 à 3 ans
S’applique
3 à 5 ans
S’applique
Plus de 5 ans
Ne s’applique pas

Considérations à long terme (à la suite des travaux d'assainissement)

Les considérations à long terme sont reliées à la technologie de pompage et de traitement et non pour la technologie de traitement par les UV en tant que telle.

Produits secondaires ou métabolites

Les produits secondaires formés par le traitement aux rayons UV sont le dioxyde de carbone, l'eau et des sels inertes. Certains composés volatils tels que le trichloroéthane ne sont pas complètement détruits par le traitement aux UV et sont volatilisés dans l'air. Dans de tels cas, les effluents gazeux produits doivent être captés et traités.

Limitations et effets indésirables de la technologie

  • La turbidité de l'eau est un des facteurs limitant la transmission efficace des rayons UV;
  • L'eau à traiter ne devrait pas contenir de concentrations élevées en composés inorganiques;
  • La présence de phase libre peut encrasser les lampes UV;
  • Cette technologie est énergivore;
  • Les variations dans les concentrations des contaminants à traiter peuvent réduire l’efficacité de cette technologie;
  • Cette technologie stimule la volatilisation de certains composés volatils tels que le trichloroéthane;
  • Cette technologie nécessite le soutien de personnel spécialisé pour son utilisation.

Technologies complémentaires améliorant l’efficacité du traitement

  • Un prétraitement de filtration afin de diminuer la turbidité;
  • Un prétraitement dans le but d'enlever les métaux peut être requis avant l'utilisation de cette technologie;
  • La séparation de la phase libre doit être effectuée, si présente.

Traitements secondaires requis

En présence de certains composés organiques volatils tels que le trichloroéthène, il est essentiel de capter et de traiter les émissions gazeuses produites.

Exemples d'application

En 1998, une contamination de l’eau souterraine aux composés organiques volatils et semi-volatils, située sur le Bofors Nobel Superfund Site, au Michigan, a été traitée par une oxydation aux UV, combinée avec une filtration sur charbon activé, un ajustement du pH et la volatilisation ex situ.

Les sites suivants fournissent des exemples d’application :

Performance

Cette technologie a été appliquée avec succès lors de la restauration de sites contaminés avec des composés organiques volatils ou semi-volatils.

L'application du traitement aux UV sur des explosifs est plus récente et plus limitée. Des essais réalisés par le centre environnemental de l'armée américaine indique un rendement estimé à 99,9 % de destruction des explosifs à l’aide de cette technologie.

Mesures pour améliorer la durabilité de la technologie et/ou favoriser l’assainissement écologique

  • Optimisation des aménagements et des équipements de pompage;
  • Optimisation du débit de pompage pour réduire la consommation d’énergie (système de pompage et de traitement de l'eau).

Optimisation du calendrier afin de favoriser le partage des ressources et réduire le nombre de jours de mobilisation;

Utilisation d'énergie renouvelable et d’équipement à haute efficacité énergétique;

Impacts potentiels de l'application de la technologie sur la santé humaine

Poussière

Ne s’applique pas (mineur pendant la mobilisation et la construction)

S. O.

Émissions atmosphériques/de vapeur – sources ponctuelles ou cheminées

S’applique (dans certains cas)

Surveillance des émissions (choix des paramètres, des types d’échantillons et du type d’intervention [fonction de la source, du risque ou des exigences locales])

Émissions atmosphériques/de vapeur – sources non ponctuelles

Ne s’applique pas

S. O.

Air/vapeur – sous-produits

Ne s’applique pas

S. O.

Ruissellement

Ne s’applique pas

S. O.

Eau souterraine – déplacement

Ne s’applique pas

S. O.

Eau souterraine – mobilisation chimique/géochimique

Ne s’applique pas

S. O.

Eau souterraine – sous-produit

S’applique

Surveillance de la qualité de l’eau souterraine

Accident/défaillance – dommage aux services publics

S’applique

Vérification des dossiers et obtention des permis préalables aux travaux d’excavation ou de forage, élaboration de procédures d’excavation ou de forage et d’intervention d’urgence

Accident/défaillance – fuite ou déversement

S’applique

Examen des risques, élaboration de plans d’intervention en cas d’accident et d’urgence, surveillance et inspection des conditions dangereuses

Accident/défaillance – incendie/explosion

S’applique

Examen des risques, élaboration de plans d’intervention en cas d’accident et d’urgence, surveillance et inspection des conditions dangereuses

Autre – manipulation des sols contaminés ou autres solides

S’applique

Examen des risques, élaboration de plans d’intervention en cas d’accident et d’urgence, surveillance et inspection des conditions dangereuses

Références

Auteur et mise à jour

Fiche rédigée par : Serge Delisle, Eng. M.Sc., Conseil national de recherches

Mise à jour par : Karine Drouin, M.Sc., Conseil national de recherches

Date de mise à jour : 12 février 2013

Dernière mise à jour par : Nathalie Arel, P.Eng., M.Sc., Christian Gosselin, P.Eng., M.Eng. and Sylvain Hains, P.Eng., M.Sc., Golder Associés Ltée

Date de mise à jour : 22 mars 2019

Version :
1.2.5