| Autor: |
Besnault, S., Martin, S., Baig, S., Budzinski, H., Le Ménach, K., Esperanza, M., Noyon, N., Gogot, C., Miege, Cecile, Dherret, L., Roussel Galle, A., Coquery, Marina |
| Přispěvatelé: |
SUEZ ENVIRONNEMENT (FRANCE), DEGREMONT PESSAC FRA, Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), UMR 5805 Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Milieux aquatiques, écologie et pollutions (UR MALY), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), National Recherche (partenariat avec la sphère publique (sans AO)), irstea, ONEMA |
| Jazyk: |
francouzština |
| Rok vydání: |
2014 |
| Předmět: |
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| Zdroj: |
[Rapport de recherche] irstea. 2014, pp.71 |
| Popis: |
The objective of ARMISTIQ project’s action A was to hierarchize advanced processes that can be applied for the reduction of refractory micropollutants for wastewater treatment plants (WWTP). The processes selected in this study were ozone, granular activated carbon and advanced oxidation processes (AOP) involving ozone, H2O2 and UV. Reverse osmosis and nanofiltration were not selected because of their high cost and energy consumption. The tertiary intensive treatments were studied at pilot scale with a treatment capacity of 60 to 500 L/h. An advanced oxidation processes (AOP) pilot was installed in two plants with two different upstream treatments: a membrane bioreactor and a low load activated sludge followed by a sand filter. An adsorption on activated carbon pilot was tested continuously during 6 months after a low load activated sludge followed by a sand filter and ozone for disinfection. In total, 64 micropollutants were analyzed in the water samples with several analytical methods based on mass spectrometry (GC/MS, GC/MS/MS, LC/MS/MS, ICP/MS). The analyzed compounds (drugs, herbicides, pesticides, alkylphenols, PAH and metals) were chosen according to their occurrence at the outlet of a WWTP and their physico-chemical properties. The tertiary treatments studied in the conditions applied (ozone, AOP and activated carbon) were found efficient for the removal of most of the compounds analyzed in this study, except metals. The addition of hydrogen peroxide to ozone increased the number of substances well removed (R>70%), but it did not improve the removal of substances that readily react with ozone (such as betablockers or carbamazepine). The other AOP (ozone/H2O2 and UV/H2O2) did not improve the number of substances well removed in comparison with ozone alone. The granular activated carbon was still efficient (R>70%) after 6 month working 24/7 for most of the drugs and the urea and triazine pesticides. The 5 technologies studied were sized at full scale in order to evaluate their investment and operation costs for two scenarios of micropollutants removal efficiencies for two sizes of WWTP. According to this study, the implementation of a tertiary treatment on a 60 000 or a 200 000 PE WWTP would increase the water treatment cost by 1.5 to 17.6 euros cents per cubic meter treated according to the technology, the list of analyzed compounds and the removal objective. These results depend on the framework and the conditions of the study. Concerning the environmental impact, for the large capacity WWTP, the activated carbon is more impacting than the other processes for all the impacts calculated except one. The order of POA by increasing environmental impact is ozone < ozone/H2O2 < ozone/UV ~ UV/H2O2. For the medium capacity WWTP however, the activated carbon is not the most impacting process anymore, except for the impacts concerning soil occupation (linked in particular to the activated carbon’s end of life in landfill). It is then comparable to the other solutions regarding environmental impact.; L’objectif de l’action A du projet ARMISTIQ est de hiérarchiser les procédés complémentaires applicables pour la réduction des substances réfractaires aux traitements conventionnels (primaires et secondaires) des eaux des station de traitement des eaux usées (STEU) domestiques. Les procédés choisis dans cette étude sont l’ozonation, l’adsorption sur charbon actif en grain et les procédés d’oxydation avancée (POA) impliquant l’ozone, le peroxyde d’hydrogène et les rayons UV. Les procédés d’osmose inverse et de nano-filtration n’ont pas été sélectionnés a priori à cause de leur surcoût élevé et de leur importante consommation d’énergie. Les traitements complémentaires ont été étudiés à l’échelle pilote avec une capacité de traitement d’effluent de 60 à 500 L/h. Un pilote de procédés d’oxydation avancée (POA) a été installé dans deux stations d’épuration avec deux traitements en amont différents: un bioréacteur à membranes et une boue activée à faible charge suivie d’un filtre à sable. Un pilote d’adsorption avec du charbon actif en grain a été testé pendant 6 mois en continu après traitement biologique à boues activées faible charge suivie d’un filtre à sable et d’ozonation pour la désinfection. Au total, 64 micropolluants ont été analysés dans les échantillons collectés avec plusieurs méthodes analytiques basées sur la spectrométrie de masse (GC/MS, GC/MS/MS, LC/MS/MS, ICP/MS). Les composés analysés médicaments, herbicides, pesticides, alkylphénols, HAP et métaux) ont été choisis en fonction de leur occurrence dans les eaux traitées en sortie de stations d’épuration et de leurs propriétés physico-chimiques. Les traitements complémentaires étudiés aux conditions d’application utilisées (ozonation, POA et adsorption sur charbon actif) ont été trouvés efficaces pour l’élimination de la plupart des micropolluants quantifiés dans cette étude, excepté les métaux. L’ajout de peroxyde d’hydrogène à l’ozone a augmenté le nombre de substances bien éliminées (R>70%), mais n’a pas permis d’augmenter le rendement d’élimination des substances réactives à l’ozone (comme les bétabloquants ou la carbamazépine). Les autres POA (ozone/H2O2 et UV/H2O2) n’ont pas permis d’augmenter le nombre de substances organiques bien éliminées par rapport à l’ozone seul. Le charbon actif en grains était toujours efficace (R>70%) au bout de 6 mois de fonctionnement 24h sur 24 pour la plupart des médicaments et les pesticides des familles urées et triazines. Les 5 technologies étudiées ont été dimensionnées à pleine échelle afin d’évaluer leurs coûts d’investissement et d’exploitation en vue d’atteindre deux niveaux d’objectifs en taux d’élimination de micropolluants pour 2 tailles de STEU différentes. Selon cette étude, la mise en place de traitements complémentaires intensifs sur une STEU de 60 000 ou de 200 000 EH entraînerait un surcoût de traitement de 1,5 à 17,6 centimes d’euros par m3 traité, selon la technologie mise en place, la liste des substances choisie et l’objectif visé. Ces résultats sont dépendants du contexte et des conditions de l’étude. Concernant l’impact environnemental, pour la STEU de capacité plus élevée, le charbon actif est plus impactant que les autres procédés sur tous les impacts évalués sauf un. On peut classer les systèmes d’oxydation avancée par ordre croissant d’impact : ozone < ozone/H2O2 < ozone/UV ~ UV/H2O2. Pour la STEU de capacité moyenne, en revanche, le charbon actif n’est plus le procédé le plus impactant excepté en ce qui concerne les impacts sur l’occupation du sol (liés notamment à la fin de vie du charbon actif en décharge). Il devient comparable aux autres solutions au niveau de l’impact environnemental. |
| Databáze: |
OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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