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Devenir des micropolluants prioritaires et émergents dans les filières conventionnelles de traitement des eaux résiduaires urbaines des grosses collectivités (files eau et boues), et au cours du traitement tertiaire au charbon actif
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Mailler, Romain |
| Copyright Year | 2015 |
| Abstract | Les travaux effectues au cours de ce doctorat, en collaboration etroite avec la Direction du Developpement et de la Prospective (DDP) du Syndicat Interdepartemental pour l’Assainissement de l’Agglomeration Parisienne (SIAAP), s’inscrivent dans le cadre de la phase 4 du programme OPUR (Observatoire des Polluants Urbains) et s’interessent a l’elimination des micropolluants prioritaires et emergents au sein des filieres conventionnelles de traitement des eaux, et egalement au traitement tertiaire par charbon actif. Une partie de ce travail est egalement dediee a la contamination des boues residuaires urbaines par les micropolluants emergents et a leur devenir au cours de leur traitement. Le premier chapitre de ce manuscrit est dedie aux traitements primaires et biologiques conventionnels. Ainsi, les abattements de nombreux polluants prioritaires et emergents ont ete determines pour la decantation, la decantation physico-chimique lamellaire, les boues activees faible charge et la biofiltration. Les composes hydrophobes et les metaux, les composes organiques volatils et les molecules biodegradables sont plutot bien elimines par ces filieres. La normalisation des abattements a celui de l’azote a permis de demontrer que la filiere decantation physico-chimique lamellaire + biofiltration a une efficacite comparable a la filiere decantation + boues activees, bien que plus compacte et operant avec un temps de sejour hydraulique plus faible. En complement, l’analyse dans trois effluents de STEP du SIAAP de 55 residus pharmaceutiques et hormones (PPHs), et de 6 autres polluants emergents, a permis de caracteriser finement la contamination de ces rejets par ces composes, et de montrer la forte frequence de detection a des concentrations superieures a 100 ng/L de 14 composes. Dans le second chapitre, la presence des micropolluants dans les boues residuaires urbaines et leur evolution au sein des filieres de traitement des boues ont ete investiguees. Les campagnes menees ont permis de fournir des donnees sur cinq types de boues, dont les boues brutes, centrifugees, digerees, sechees et les cakes de boues, et sur quatre procedes de traitement des boues communement utilises en France (centrifugation, digestion anaerobie, sechage thermique et cuisson + filtration presse). De nombreux composes, dont les alkylbenzene sulfonates lineaires (LAS), alkylphenols, hydrocarbures aromatiques polycycliques, metaux, organoetains, polybromobyphenylethers, polychlorobiphenyles (PCBs), phtalates et PPHs, ont ete detectes dans ces boues et ce a des niveaux de concentrations variant du µg/kg MS (matiere seche) au g/kg MS. Certains polluants, comme les LAS, metaux ou PCBs, ne sont pas du tout elimines au cours des traitements des boues, entrainant une augmentation de leur teneur, alors que d’autres, tels que les alkylphenols ou les PPHs, sont abattus partiellement par digestion et sechage thermique. La digestion anaerobie est le procede qui permet la meilleure elimination de ces composes. Enfin, la presence de plusieurs composes dans les centrats et condensats indique qu’un transfert a lieu et que la biodegradation et la volatilisation ne sont pas les seuls mecanismes d’elimination. Enfin, le dernier chapitre decrit les performances d’un pilote de traitement tertiaire, fonctionnant avec du charbon actif en poudre (CAP) ou en micro-grain (CAµG), a l’echelle industrielle, au cours de 32 campagnes de mesure. Les resultats ont montre que la plupart des PPHs, alkylphenols, edulcorants, pesticides et parabenes pouvaient etre abattus efficacement (> 80%) par du charbon actif en lit fluidise, a des doses limitees de charbon (10-20 g/m3). Par ailleurs, la dose de charbon influence fortement les performances, que ce soit avec du CAP ou du CAµG. Le CAµG permet d’obtenir des abattements en PPHs comparables au CAP a une meme dose (10 ou 20 gCAµG/m3), meme si certains composes sont legerement mieux abattus (5-15%) avec le CAP, probablement par l’action du FeCl3. Cependant, le CAµG a plusieurs avantages operationnels par rapport au CAP. En particulier, le CAµG est reactivable, facile a utiliser, il fonctionne a des temps de sejour eleves favorisant le developpement d’une activite biologique et sans ajout de coagulant/flocculant pour maintenir le lit de charbon. Par ailleurs, ce type de procede permet l’affinage du traitement des parametres globaux de qualite des eaux, notamment le CAµG qui retient les MES et elimine totalement les nitrites. Enfin, la correlation entre performances du procede et abattement de l’absorbance UV a 254 nm a ete etablie, indiquant que ce parametre pourrait etre utilise comme indicateur de performance. La mise en place d’experiences complementaires en laboratoire a permis de mieux apprehender le processus de sorption sur le CAP. Le lien etroit entre surface specifique, densite apparente du CAP et abattement des PPHs a ete demontre, ainsi que l’importance de la dose de CAP et du temps de contact. De plus, l’impact positif du FeCl3, et l’influence negative de la quantite et de la qualite de la matiere organique ont ete observes. Cette these, qui aborde les problematiques liees aux micropolluants sous l’angle de la STEP, a des retombees operationnelles evidentes, que ce soit sur la file eau ou boues. Les donnees et conclusions mises en evidence par ce travail contribueront, a leur echelle, a la meilleure comprehension des micropolluants en STEP et a l’amelioration de leur traitement. En ce sens, l’utilite de ce type de travail ne se limite pas a la communaute scientifique mais s’etend aux gestionnaires et operationnels dans le domaine de l’eau. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://hal-enpc.archives-ouvertes.fr/tel-01226483/document |
| Alternate Webpage(s) | https://hal-enpc.archives-ouvertes.fr/tel-01226483/file/These_Mailler_2015_finale_v2.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
