John Libbey Eurotext

Environnement, Risques & Santé

Oxydation biologique et chimique à l’ozone des micropolluants émergents en station d’épuration Article à paraître

Illustrations

  • Figure 1
  • Figure 2
  • Figure 3

Tableaux

Auteurs
1 SUEZ Treatment Infrastructure, SUEZ Int.
183, avenue du 18 Juin 1940
92500 Rueil-Malmaison
France
2 Équipe TRACES, ISA UMR 5280
5, rue de la Doua
69900 Villeurbanne
France
3 ENTPE, INRA USC 1358, CNRS UMR 5023 LEHNA
Rue Maurice-Audin
69518 Vaulx-en-Velin cedex
France
* Tirés à part

L’effet induit par la présence des micropolluants dans l’eau sur l’environnement et les organismes est devenu une préoccupation grandissante intégrée au cycle de l’eau. Les résidus de médicaments sont particulièrement concernés compte tenu de leur usage élargi et de la fréquence de quantification élevée dans les eaux résiduaires que cela génère. Différentes voies sont identifiées pour réduire les émissions des flux rejetés vers les milieux naturels et l’une d’entre elles peut s’appuyer sur le traitement en station d’épuration urbaine (STEU), grâce à leur place stratégique en tant que point de collecte et de restitution des eaux traitées. Des traitements complémentaires ont été caractérisés et sont nécessaires pour stabiliser et accroître les performances des systèmes biologiques actuels. L’ozonation a démontré des performances élevées de traitement sur un large nombre de composés émergents tout en étant économiquement viable. Comme tout traitement d’oxydation, y compris biologique, elle provoque des changements structurels qui peuvent donner lieu à des composés de transformation ou des sous-produits d’oxydation. Il est ainsi nécessaire d’évaluer les possibles effets générés par les effluents traités en termes de toxicité. Dans le cadre de l’observatoire SIPIBEL, les performances de traitement de 12 composés émergents par traitement biologique conventionnel à boues activées (BA) et par ozonation tertiaire ont été étudiées. L’étude a été réalisée à l’échelle pilote à partir des effluents mixtes urbains et hospitaliers de la STEU de Bellecombe en Haute-Savoie, France. Le traitement par BA est opéré pour traiter la pollution carbonée et l’azote par nitrification totale. L’ozonation tertiaire a été réalisée en utilisant trois doses spécifiques d’ozone transféré exprimées par rapport à la concentration en COD de l’eau traitée secondaire (0,45, 1,30 et 2,30 mg O3/mg COD) et un temps de contact hydraulique de cinq minutes. Le potentiel de perturbation endocrinienne des effluents sur les activités estrogéniques, glucocorticoïdiques et androgéniques a été évalué avec une batterie de tests cellulaires in vitro dédiés. Les abattements quantifiés sur le traitement par BA pour dix micropolluants quantifiés (carbamazépine, sulfaméthoxazole, acide salicylique, ibuprofène, paracétamol, diclofénac, kétoprofène, éconazole, aténolol, propranol) confirment la variabilité importante et les performances réduites de ce système avec un rendement moyen de 48 % (±18 %). L’abattement du système à BA suivi de l’ozonation tertiaire atteint 92 % (±4 %) d’abattement sur les mêmes molécules dès l’utilisation de la faible dose d’ozone transféré. L’augmentation de la dose spécifique transférée à 1,30 mg O3/mg COD a un effet d’amélioration sur les résidus de médicaments dont l’affinité à l’ozone est inférieure à 105 M-1.s-1. Pour l’activité androgénique suivie, les concentrations mesurées ont été en dessous de la limite de quantification pour les eaux traitées biologiquement et par ozonation. L’ozonation tertiaire à 1,5 mg O3/mg COD a donné lieu à des valeurs non détectées pour les deux activités de perturbation de type glucocorticoïde et estrogénique. Le traitement biologique complété par l’ozonation tertiaire s’est confirmé performant pour le traitement des résidus de médicaments et pour la réduction du potentiel de perturbation endocrinien des effluents (activités estrogéniques, glucocorticoïdiques et androgéniques).