How environmentally significant is water consumption during wastewater treatment? : application of recent developments in LCA to WWT technologies used at 3 contrasted geographical locations
Quelle est l'importance de la consommation d'eau en assainissement d'un point de vue environnemental ? : application de récents développements méthodologiques en ACV à des filières de traitement d'eaux usées pour trois régions géographiques différentes
Résumé
Environmental impact assessment models are readily available for the assessment of pollution-related impacts in life cycle assessment (LCA). These models have led to an increased focus on water pollution issues resulting in numerous LCA studies. Recently, there have been significant developments in methods assessing freshwater use. These improvements widen the scope for the assessment of wastewater treatment (WWT) technologies, now allowing us to apprehend, for the first time, a combination of operational (energy and chemicals use), qualitative (environmental pollution) and quantitative (water deprivation) issues in wastewater treatment. This enables us to address the following question: Is water consumption during wastewater treatment environmentally significant compared to other impacts? To answer this question, a standard life cycle inventory (LCI) was performed with a focus on consumptive water uses at plant level, where several WWT technologies were operating, in different climatic conditions. The impacts of water consumption were assessed by integrating regionalized characterization factors for water deprivation within an existing life cycle impact assessment (LCIA) method. Results at the midpoint level, show that water deprivation impacts are highly variable in relation to the chosen WWT technology (water volume used) and of WWTP location (local water scarcity). At the endpoint level, water deprivation impacts on ecosystem quality and on the resource damage categories are significant for WWT technologies with great water uses in water-scarce areas. Therefore, our study shows the consideration of water consumption-related impacts is essential and underlines the need for a greater understanding of the water consumption impacts caused by WWT systems. This knowledge will help water managers better mitigate local water deprivation impacts, especially in selecting WWT technologies suitable for arid and semi-arid areas.
Des modèles de caractérisation des impacts environnementaux sont déjà disponibles pour l'évaluation des impacts liés à la pollution en analyse de cycle de vie (ACV). Ces modèles ont permis de nombreuses études ACV sur les questions de pollution de l'eau. Récemment, il y a eu d'importantes avancées méthodologiques sur la prise en compte de l'eau douce. Ces nouveautés élargissent le champ d'évaluation des technologies de traitement d'eaux usées, ce qui nous permet pour la première fois, une combinaison d'aspects opérationnels (énergie et réactifs chimiques), qualitatifs (pollution environnementale) et quantitatifs (carence en eau). Il est donc possible de répondre à la question suivante : Est-ce que la consommation d'eau dans un système d'assainissement est significative pour l'environnement vis-à-vis des autres impacts générés ? Pour répondre à cette question, un inventaire de cycle de vie standard a été réalisé avec une attention particulière sur les consommations d'eau dans le périmètre de la station de traitement d'eaux usées (STEU), pour différentes filières de traitement et pour différentes conditions climatiques. Les impacts de la consommation d'eau ont été analysés en intégrant des facteurs de caractérisation régionalisés pour la carence en eau dans une méthode existante d'analyse de cycle de vie. Les résultats obtenus au niveau des indicateurs d'impact midpoint montrent que les impacts dus à la carence en eau varient fortement en fonction de la filière de traitement choisie (volume d'eau consommé) et de la localisation géographique de la STEU (rareté de l'eau au niveau local). Au niveau des indicateurs d'impact endpoint, les impacts dus à la carence en eau sur les catégories de dommages à la qualité des écosystèmes et aux ressources sont significatifs pour les filières de traitement ayant d'importantes consommations d'eau dans les régions arides. Ainsi, notre étude montre qu'il est important de considérer les impacts liés à la consommation d'eau et souligne le besoin d'une meilleure compréhension de ces impacts causés par les systèmes d'assainissement. Ces connaissances vont aider à prendre des décisions informées pour mieux faire face aux impacts locaux de la rareté en eau, notamment sur le choix des filières de traitement adaptées aux régions arides et semi-arides.