Micropolluants dans les eaux usées : qu’apporte un traitement avancé par adsorption sur charbon actif après un traitement conventionnel ?
Résumé
Several advanced treatments such as activated carbon adsorption or ozonation are considered for micropollutants (MPs) removal in wastewater treatment plants (WWTPs). However, little information exists on the overall performances of a WWTP upgraded with those processes and the benefits provided regarding the elimination of multiple families of MPs. In this study, five sampling campaigns were conducted to determine the removal of 48 MPs (mainly pesticides and pharmaceutical residues) in a WWTP followed by a large-scale micro-grain activated carbon pilot with a treatment rate of 10 g/m3. The primary treatment had no effect on MPs (removal < 20%), while the biological treatment eliminated molecules that were sorbed onto sludges or biodegraded (> 60%). Without advanced treatment, the studied WWTP does not allow compliance with Swiss legislation on micropollutants, with reductions significantly lower than the 80% requested (< 50%) for 5 indicator substances If the additional elimination provided by the advanced treatment was not significant (< 10%) for MPs already well removed in the WWTP, activated carbon adsorption significantly reduces their concentration (e.g. decrease by a factor 100 for ibuprofen) and thus limits the impact of the WWTP on the receiving body. The additional elimination provided by the advanced treatment was significant (30-60%) for compounds recalcitrant to conventional treatments and overall removals higher than 60% were obtained for most MPs. A higher dose of activated carbon would be required to achieve higher removal, notably for MPs used in Switzerland as indicator substances. This study also provided the first data on the behavior of several molecules (acetamiprid, estrone, glyphosate, imidacloprid, lorazepam and ofloxacin) along a WWTP with an advanced treatment.
Plusieurs traitements avancés tels que l’adsorption sur charbon actif ou l’ozonation sont proposés pour le traitement des micropolluants (MP) au sein des stations de traitement des eaux usées (STEU). Cependant, peu d’informations existent sur les performances des STEU équipées de tels procédés et les bénéfices apportés au regard de l’élimination de multiples familles de MP. Dans cette étude, cinq campagnes d’échantillonnage ont été réalisées pour déterminer l’abattement de 48 MP (principalement des pesticides et des résidus pharmaceutiques) sur une STEU équipée d’un traitement avancé par adsorption sur charbon actif en micrograin en lit fluidisé avec un taux de traitement de 10 g/m3. Le traitement primaire n’a pas affecté la majorité des MP (abattement < 20 %), tandis que le traitement biologique a éliminé les molécules sorbées sur les boues ou biodégradées (> 60 %). Sans traitement avancé, la STEU étudiée ne permet pas de respecter la législation suisse sur les Mp, avec des abattements nettement inférieurs aux 80 % demandés (< 50 %) pour cinq substances indicatrices. Si l’élimination propre au traitement avancé n’a pas été significative (< 10 %) pour les MP déjà bien traités sur la STEU, l’adsorption sur charbon actif permet de diminuer de manière significative leur concentration (ex. : diminution d’un facteur 100 pour l’ibuprofène) et ainsi de limiter l’impact de la STEU sur le milieu récepteur. L’élimination propre au traitement avancé a été importante (30 à 60 %) pour les composés récalcitrants aux traitements conventionnels et permet d’atteindre des abattements globaux supérieurs à 60 % pour la majorité des MP. Une dose de charbon actif plus élevée serait nécessaire pour obtenir des abattements plus importants, notamment pour les MP utilisés en Suisse comme substances indicatrices. Cette étude a aussi permis de fournir les premières données sur le comportement de plusieurs molécules (acétamipride, estrone, glyphosate, imidaclopride, lorazépam et ofloxacine) le long d’une STEU équipée d’un traitement avancé.