Le charbon actif granulaire (CAG) est la méthode d'adsorption la plus utilisée dans l'eau potable pour éliminer les composés responsables du goût, de l'odeur et de la couleur, la matière organique naturelle, les sous-produits de désinfection et les produits chimiques organiques synthétiques présents dans l'eau de source. Le CAG est également utilisé pour le traitement à la vapeur afin d'éliminer les odeurs nocives et les contaminants. Dans les stations d'épuration à petite échelle, il est souvent utilisé pour l'élimination du chlore et des chloramines. Le CAG peut être utilisé dans toutes les phases d'une urgence.

Le CAG est une forme de carbone poreux granulaire qui est emballé dans un récipient fabriqué, et le média brut est poussé à travers le récipient à l'aide d'une pompe motorisée pour maintenir le débit dans les paramètres de conception. La matrice à CAG agit comme une éponge pour adsorber les petites et grosses molécules organiques du média (eau ou air) qui est ensuite déchargé du récipient prêt à l'emploi. Le CAG est une technologie largement appliquée et acceptée qui est appliquée en fonction de la concentration de contaminants, du nombre de personnes à desservir et de l'espace disponible.

Considérations sur la conception

La technologie à CAG est mature et simple d'utilisation mais nécessite une analyse du/des média(s) (eau et/ou air) à filtrer pour s'assurer qu'il répond aux normes de qualité initiales applicables. Plus la concentration de contaminants dans le milieu brut est élevée, plus le CAG sera épuisé rapidement et devra être remplacé. Le CAG ne peut généralement pas être régénéré à l'installation de traitement et nécessitera donc une élimination ou une régénération hors site de manière régulière. La taille du récipient à CAG peut devenir un facteur limitant en fonction des ressources disponibles (temps, argent, stockage). La conception et les opérations peuvent varier en fonction des matériaux disponibles, en particulier de la disponibilité et de la pureté du CAG.

Pour concevoir un système à CAG, un expert qualifié, le fabricant et/ou le fournisseur de média doivent être consultés. La qualité et le débit de l'entrée du média brut sont essentiels à la conception appropriée du filtre et du média. Le débit et la pression du média brut doivent également être coordonnés avec la pression et le débit d'entrée et de sortie de conception du récipient à CAG fabriqué. Le CAG peut également être utilisé pour traiter l'air vicié ou les fumées généralement présentes dans les processus industriels ou le traitement des eaux usées municipales. Il est important de noter que le traitement au CAG en phase aqueuse élimine les contaminants chimiques mais pas la contamination biologique, de sorte qu'un processus de prétraitement pour la contamination biologique, tel que la chloration T.6 , doit être envisagé.

Matériaux

Le média du CAG est consommable et doit être remplacé périodiquement pour maintenir son efficacité. Le fabricant du média doit être consulté pour déterminer le point de rupture du contaminant. La conception des récipients, des raccords de connexion et des canalisations/tuyaux pour atteindre les connexions d'admission et de distribution sont nécessaires pour l'installation du récipient. Des pompes à média alimentées correctement, et conçues pour être capables de maintenir la pression et le débit du média brut à travers le réservoir de carbone, sont requises et nécessitent une source stable d'énergie et de carburant. Des manomètres sont nécessaires pour mesurer la chute de pression à travers le filtre et surveiller les performances hydrauliques. Des robinets d'échantillonnage doivent être installés en amont et en aval du filtre à CAG pour s'assurer que le média respecte les mesures de qualité.

Applicabilité

Pour le traitement de l'air ou de l'eau, le CAG peut être utilisé dans divers contextes et peut être augmenté ou réduit en fonction des besoins, mais en situation d'urgence, il est préférable de l'utiliser pour traiter un grand volume d'eau pour de nombreuses personnes à la fois plutôt que pour les ménages individuels. Néanmoins, si suffisamment de systèmes à petite échelle sont disponibles, ils peuvent être utilisés en conjonction avec des systèmes plus importants. Le CAG peut être utilisé dans toutes les phases d'une urgence lorsqu'il est facilement déployable. Physiquement, la technologie ne nécessite pas beaucoup plus qu'une surface plane pouvant supporter le récipient et le poids du CAG. Si tous les matériaux sont facilement disponibles, l'installation peut prendre 30 minutes ou moins.

Fonctionnement et entretien

Les tâches de fonctionnement et d'entretien consistent à s'assurer que toutes les connexions sont étanches. Une équipe de trois personnes maximum sera nécessaire pour installer le système et se préparer au fonctionnement. Pour le traitement à CAG en phase aqueuse, les récipients doivent être hydratés après l'installation pour activer le charbon. Le CAG frais/vierge non utilisé doit être conservé à l'écart du média. Une surveillance de l'effluent est nécessaire pour détecter une capacité d'adsorption épuisée et remplacer le CAG. Les récipients peuvent être vidés pour échanger le carbone, ou le récipient entier peut être remplacé par un CAG vierge préemballé. Le fabricant du récipient doit être consulté pour déterminer une période de remplacement du média en fonction de l'entrée d'eau brute. Le récipient ne doit pas être surpressurisé et les navires ne doivent pas être utilisés en dehors des paramètres de conception. Des tâches de fonctionnement et d'entretien plus spécifiques doivent être déterminées avec le fabricant.

Santé et sécurité

Le CAG humide confiné dans de grands récipients crée une demande en oxygène qui est dangereuse pour la santé humaine et potentiellement mortelle, de sorte que des précautions de sécurité pour un environnement déficient en oxygène doivent être prises. Des gants résistants aux produits chimiques et des lunettes de sécurité doivent être portés lors du fonctionnement et de l'utilisation des récipients à CAG. Les filtres à CAG peuvent développer un biofilm qui peut ensuite éliminer certains contaminants organiques pour augmenter la stabilité biologique de l'eau. Cependant, ce processus ne fournit pas de protection résiduelle contre la contamination, une chloration post-traitement serait donc nécessaire.

Coûts

Les coûts dépendent du volume d'eau à traiter. Les coûts récurrents comprennent les coûts de remplacement du matériau de CAG (pas toujours disponible localement), des navires, de la tuyauterie et du transport.

Considérations sociales et environnementales

Aucun problème et aucune considération culturels, aucune préférence des utilisateurs et aucun problème d'acceptabilité ou de capacité locale n'est noté. Le CAG peut améliorer les propriétés esthétiques de l'eau (goût, odeur, aspect) et est donc bien accepté par les utilisateurs. Le CAG saturé doit être éliminé en toute sécurité.