Résoudre les défis liés aux PFAS dans l'industrie aux États-Unis : des solutions sur mesure pour chaque secteur

La pollution aux substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS) domine les débats environnementaux, en particulier s’agissant de l'eau potable. Mais les eaux municipales ne sont pas les seules concernées par les PFAS, les installations industrielles étant confrontées au même défi. Traiter à la source les PFAS d’origine industrielle, avant rejet dans les stations d'épuration municipales, permet de réduire considérablement la contamination en aval et les risques pour la santé publique.


Les PFAS sont utilisés dans nombre d'industries pour leur résistance à la chaleur, aux produits chimiques et aux huiles. Cependant, du fait de ces mêmes propriétés, ils sont difficiles à éliminer dans les eaux usées. La lutte contre la pollution industrielle aux PFAS ne se résume pas à une solution unique, mais plusieurs thèmes récurrents se dégagent. Les PFAS persistent indéfiniment dans l'environnement et se propagent facilement dans les réseaux d'eau, ce qui nécessite des méthodes de traitement proactives et très efficaces.


Les eaux usées industrielles contiennent une variété de contaminants en plus des PFAS, notamment des matières en suspension, des matières organiques, différents sels et d'autres substances qui peuvent interférer avec les procédés de traitement. Au vu de l'évolution constante des réglementations nationales et fédérales, certaines industries hésitent à investir dans le traitement des PFAS. Cependant, les restrictions ou exigences de surveillance relatives aux PFAS devenant de plus en plus fréquentes, le traitement proactif est plus encore une nécessité. De nombreux États américains, comme le Maine, imposent déjà une surveillance et une restriction concernant les PFAS par le biais de permis de rejet et, en début d'année, la France a adopté une loi interdisant les PFAS dans certains produits de consommation. Si certaines applications se prêtent bien à l'utilisation du charbon actif ou à l’échange d’ions, ces solutions peuvent s'avérer coûteuses et inefficaces sans technologies complémentaires.


Chez Veolia, nous nous engageons pour un avenir plus sûr et plus propre. Notre gamme de solutions intégrées, Beyond PFAS, donne aux entreprises et aux municipalités les moyens d’assurer une transformation écologique positive pour leurs communautés. Voici les principaux secteurs dans lesquels nos solutions ont le plus d'impact :


Lixiviats de décharges
Une évaluation nationale réalisée par l’EPA a établi que les PFAS sont présents dans les lixiviats de plus de 95 % des décharges. L'eau de pluie s'infiltre dans les couches de déchets, lessivant les PFAS et autres contaminants qui doivent à leur tour être traités avant rejet. Contrairement à d'autres industries où les PFAS sont introduits directement via les procédés de fabrication, les décharges accumulent des PFAS provenant de sources très diverses. 


Les lixiviats de décharge contiennent aussi des concentrations élevées d'autres produits chimiques et substances, qui nuisent aux procédés standard de traitement des PFAS. De nouvelles technologies assurant une séparation en masse, comme le fractionnement par moussage (« foam fractionation »), peuvent être utilisées, en combinaison avec l'incinération à haute température hors site, très efficace, ou avec certains des nouveaux procédés d'élimination sur site, comme l'oxydation à l'eau supercritique, le traitement par plasma ou l'oxydation électrochimique. Le fractionnement par moussage convient pour la séparation en masse de nombreux types de PFAS et produit une mousse très concentrée, de faible volume. La production d'une mousse très concentrée en PFAS permet de recourir à des technologies économiques d'élimination hors site et sur site. Les méthodes de séparation en masse tolèrent également les substances autres que les PFAS, qui sont souvent présentes dans ces eaux usées complexes.


Semi-conducteurs 
L'industrie des semi-conducteurs utilise de nombreux composés PFAS pour fabriquer des micropuces, générant des flux d'eaux usées divers et complexes. Les installations sont souvent de grande taille, et la réutilisation de l'eau ou le respect de strictes normes réglementaires exigent un traitement. La contamination par les PFAS pose un défi particulier en matière de réutilisation ou de traitement de l'eau, du fait de la diversité des substances PFAS présentes. Les eaux usées issues de la fabrication de semi-conducteurs contiennent souvent, outre des PFAS, des sels, des solvants et des ions métalliques, ce qui complique leur traitement. 


Pour leur production, ces installations sont fortement tributaires d'un approvisionnement en grandes quantités d'eau ultrapure et de produits chimiques à base de PFAS ; le traitement des PFAS doit donc être mis en œuvre à la fois sur des débits élevés et sur un large éventail de types et de concentrations de PFAS. Si les eaux usées sont destinées à une réutilisation au sein de l'installation, le traitement doit être réalisé de manière à ne pas nuire à la production. L’ultrafiltration est une méthode efficace pour prétraiter ces eaux usées avant de concentrer les PFAS par osmose inverse (OI). Selon une étude de l’EPA, l'OI est efficace à 98 % pour éliminer certains composés PFAS. Cependant, sans prétraitement approprié, les membranes d'OI sont sujettes à l’encrassement, réduisant leur efficacité. L'intégration de l'OI et de l'ultrafiltration garantit la stabilité des performances, la conformité réglementaire et la continuité opérationnelle sans maintenance excessive ni temps d'arrêt.


Industries chimiques
Les fabricants de produits chimiques qui produisent ou utilisent des PFAS font face à un défi ardu, car leurs effluents contiennent souvent des concentrations élevées de nombreux types de PFAS, en plus des polluants organiques et inorganiques. Ces flux de déchets peuvent être imprévisibles et très variables, ce qui rend les solutions de traitement complexes. De nombreuses grandes entreprises de l'industrie chimique ont déjà investi dans des systèmes de traitement afin de réduire les émissions de PFAS, mais les petites et moyennes exploitations en sont toujours au stade de la quantification des niveaux de PFAS.


Les flux de déchets de l'industrie chimique varient considérablement en fonction des cycles de production, ce qui nécessite une approche flexible du traitement. La combinaison d'un
traitement biologique et d’une filtration avancée, telle que la nanofiltration et l'OI, permet de s'attaquer simultanément aux PFAS et aux co-contaminants. De plus, des technologies de destruction émergentes, comme l'oxydation électrochimique ou le traitement par plasma, sont à l'étude et visent à empêcher l'accumulation de déchets PFAS concentrés.


Une installation américaine devait traiter des effluents de procédé contaminés par des PFAS, avec des concentrations très élevées de composés tels que le PFOS, le PFHxA, le PFBA et le PMPA. Veolia a conçu une filière de traitement combinant une filtration et une séparation membranaire à deux passes, suivie d'une adsorption sur charbon et d'un polissage par échange d'ions. Le système a permis de réduire les concentrations de PFAS en deçà des seuils de détection – généralement moins de 1 à 5 parties par trillion – de sorte que l'eau traitée puisse être réutilisée pour l'alimentation des chaudières. Il a également permis de récupérer 80 % de l'eau pour sa réutilisation sur le site et de réduire de 80 % le volume de déchets à éliminer, soit une économie annuelle de plus d'un million de dollars pour le client.


Traitement des hydrocarbures
Par le passé, les raffineries et les usines de traitement des hydrocarbures ont utilisé des mousses filmogènes aqueuses (AFFF) à base de PFAS, qui sont également employées dans la lutte contre les incendies. Les AFFF sont responsables d'une contamination à long terme des eaux usées et des eaux de ruissellement hors site. Outre les PFAS, ces sites contiennent généralement des hydrocarbures, divers sels, des métaux lourds et d'autres composés organiques. De nombreuses raffineries sont également confrontées à des problèmes de pollution héritée, car les composés PFAS se sont accumulés dans les nappes et les sols environnants pendant des décennies.


Le problème avec les effluents de l'industrie des hydrocarbures, c'est que les méthodes conventionnelles conçues pour traiter les hydrocarbures ne sont pas efficaces pour éliminer les PFAS, ce qui nécessite une approche en plusieurs étapes. Une série de procédés, notamment la filtration, la séparation en masse et l'adsorption, permettent de cibler efficacement à la fois les PFAS et les hydrocarbures, offrant ainsi une solution de traitement complète. De plus, les techniques de dépollution in situ, telles que l'extraction et le traitement des eaux souterraines, permettent de gérer la pollution à long terme héritée de l'utilisation de mousses anti-incendie (AFFF).


Une approche holistique
Bien que chaque secteur industriel présente des défis qui lui sont propres, les solutions intégrées de Veolia pour la gestion des PFAS offrent une approche flexible. De l'échantillonnage initial et des tests en laboratoire au traitement à grande échelle et à l'élimination des déchets dangereux, Veolia aide les industries à atténuer les risques liés aux PFAS tout en s'adaptant à l'évolution de la réglementation.


Une combinaison de technologies membranaires, de solutions de filtration sur média et de méthodes de séparation ciblées permet aux entreprises, quel que soit leur secteur d'activité, de gérer de manière proactive la pollution aux PFAS. Si vous souhaitez mettre en œuvre une stratégie de traitement des PFAS, nos experts peuvent développer des solutions sur mesure conçues pour assurer durabilité et efficacité à long terme. Contactez Veolia pour en savoir plus sur la mise en œuvre d'une dépollution ciblée des PFAS dans votre installation.