Removal of micropollutants by conventional and advanced treatment stages: a new methodology for data treatment and main results of the AMPERES project
Évaluer les rendements des stations d'épuration : apports méthodologiques et résultats pour les micropolluants en filières conventionnelles et avancées
Résumé
The document presents methodological advances for the assessment of accurate removal rates of micropollutants present at very low concentrations in wastewater. The influence of the assumptions of calculation rules on removal rates are presented. Then, the results obtained for conventional and advanced treatment types are discussed, considering or not micropollutants stored in sludge lines. 89 micropolluants were measured on composite samples collected at 21 domestic treatment plants located in municipal and rural areas. It is demonstrated that there is a significant improvement of the treatment efficiency with suspended solids removal, and with a biological treatment step with nitrification, before the release of treated water in the aquatic bodies. For about 20 substances, storage into sludge was demonstrated, while some others compounds are transformed and measured at very low concentration levels in sludge. The decrease of the removal efficiency of micropollutants under winter temperature was not demonstrated. For medium loaded activated sludge (carbon removal), the removal rate of micropollutants is closed to the one of primary settling tank. The removal rates for treatment plants with fixed film biomass were shown to be equivalent to the ones with suspended biomass (activated sludge plants), even if lower hydraulic retention times are generally applied. Membrane bioreactor has provided better removal ratesfor about 10 micropollutants. Technologies for rural and small urban areas have to be investigated.
Le présent document présente les principales avancées méthodologiques indispensables pour évaluer de façon robuste les performances de traitement des substances présentes en très faibles concentrations dans les eaux usées brutes et traitées. Il examine ensuite l'influence des principales hypothèses de travail sur les valeurs de rendements calculées. Enfin, il expose les principaux résultats obtenus pour des filières de traitement en intégrant ou non les processus se déroulant dans la filière boues, ceci pour 89 micropolluants mesurés sur 21 stations d'épuration des zones urbaines et rurales. Une amélioration notable du traitement est démontrée dès lors qu'un traitement biologique avec nitrification, ou qu'une élimination poussée des matières en suspension, est appliqué. Pour une vingtaine de substances, le principal processus est le transfert vers les boues, pour d'autres il y a en plus une transformation ultérieure. Aux températures hivernales, les efficacités de traitement n'ont pas été plus faibles. Pour les boues activées aération prolongée, le traitement des micropolluants atteint des valeurs très supérieures à celles d'un étage primaire. A performances de traitement équivalentes, les filières à cultures fixées, à plus faibles temps de séjour hydrauliques, ont des performances d'élimination des micropolluants équivalentes à celles des boues activées aération prolongée. La filière bioréacteur à membranes a eu des rendements d'élimination supérieurs pour une dizaine de substances. Les filières tertiaires actuelles d'affinage ont une contribution limitée dans le traitement des micropolluants, alors que les traitements avancées retiennent plus de 70% des substances étudiées. Pour les petites et moyennes installations, des solutions techniques doivent être recherchées.