eaux usées micropolluant filtration épuration
Études
Assainissement
TSM 3 2011 - Page(s) 20-34

Comportement des substances prioritaires sur les ouvrages de traitement des eaux usées. Cas de la décantation lamellaire et de la biofiltration

Occurrence and removal of priority pollutants by lamella plate clarification and biofiltration

Résumé

Cet article présente les résultats obtenus lors des expérimentations menées sur la station d’épuration Seine-Centre (Colombes, 800 000 équivalent habitant) du Syndicat interdépartemental de l’assainissement de l’agglomération parisienne (Siaap). Il apporte des éléments sur les niveaux de contamination des eaux résiduaires urbaines en substances prioritaires et, surtout, sur le comportement de ces micropolluants sur des procédés de traitement largement employés en France : les décanteurs physico-chimiques lamellaires et les unités de biofiltration. Sur les 88 substances recherchées, 39 substances ont été fréquemment dosées dans les eaux usées à des niveaux de concentration très variables; les métaux lourds (Zn, Cu et Pb) et le di(2-éthylhexyl)phtalate (DEHP) étant présents à des niveaux de concentration largement supérieurs aux autres molécules. Le traitement des eaux par décantation élimine de manière relativement efficace les éléments métalliques. Dans le cas des polluants organiques, les abattements sont très variables d’une molécule à l’autre, en fonction de leur hydrophobicité. Ainsi, les polluants dont le log Kow est inférieur à 4 ne sont que légèrement éliminés par la décantation (rendement d’élimination < 20 %) alors que les polluants présentant un log Kow supérieur à 5 sont très fortement éliminés (rendement d’élimination comparable à celui des particules, soit ≈ 80 %). Les unités de biofiltration éliminent également de façon hétérogène les micropolluants : les composés hydrophobes ou volatils ont tendance à être éliminés sur les biofiltres, alors que les composés hydrophiles et peu volatils franchissent la barrière du traitement biologique en étant peu ou pas abattus. Globalement, sur les 39 polluants initialement détectés dans les eaux prétraitées, seuls 20 composés ont été mesurés dans les eaux rendues au milieu naturel, les concentrations les plus importantes ayant été notées pour le zinc et le DEHP suivis du chloroforme, du tri- et tétrachloroéthylène et du nonylphénol. Il convient de souligner que les pesticides, molécules hydrophiles et réfractaires, franchissent la barrière de la station d’épuration sans être éliminés.

Abstract

This study investigated the occurrence of all priority substances (n = 41) listed by the Water Framework Directive and additional substances (n = 47) in raw sewage as well as the removal performances of lamella plate clarification and biofiltration facilities. After investigating the efficiency of both facilities for routine wastewater parameters, different abilities of both facilities to remove pollutants were evident, but nevertheless, the removal of pollutants in quantitative terms still depends on the physico-chemical properties of the chemical and the operating conditions within the selected facility. For lamella plate clarification, the removal of organic chemicals was found to be mainly linked to their sorption potential and hence strongly dependent upon the log Kow of the compound under consideration. Compounds with a strong hydrophobic character (log Kow > 4) are significantly removed (about 85 %) while hydrophilic compounds (log Kow < 4) are poorly removed (< 20 %). For biofiltration, the removal of chemicals appeared also compound-dependant but resulted from several mechanisms such as:

  • physical filtration of suspended solids;

  • volatilisation;

  • sorption on biomass;

  • and finally biotransformation of substances. Even if the complex processes within a biofilter system do not yied an accurate prediction of pollutant removal, two group of chemicals have been clearly identified:

  • hydrophobic or volatile compounds for which moderate to high removal are observed (from 50 to > 80 %);

  • and hydrophilic, not volatile and refractory compounds for which poorly removal is expected (< 20 %).

Mots clés : biofiltration, décantation lamellaire, directive cadre sur l’eau, polluants prioritaires, station d’épuration
Keywords : lamella plate clarification, biofiltration, priority pollutants, wastewater treatment plant, water framework directive
https://doi.org/10.1051/tsm/201103020

1,5 Siaap – Direction du développement et de la prospective – 82, avenue Kléber – 92700 Colombes
2,4 Université Paris-Est – Leesu – UMR MA 102 – AgroParisTech – 61, avenue du Général-de-Gaulle – 94010 Créteil cedex
3 Siaap – Site Seine-Centre – 5-7, boulevard Louis-Seguin – 92700 Colombes

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Article paru dans TSM 3 2011
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