Technical, economic and environmental evaluation of advanced tertiary treatments for micropollutants removal
Evaluation technique, économique et environnementale de procédés de traitement complémentaire avancés pour l’élimination des micropolluants
Résumé
This paper presents the removal of 64 micropollutants from wastewater by 5 tertiary treatment processes: adsorption on activated carbon, ozone, ozone/H2O2, ozone/UV and UV/H2O2. Several validated analytical methods were used and reached very low limits of quantification (ng/L) and limited uncertainties. The tertiary treatments studied in the conditions applied were found efficient for the removal of most of the compounds analyzed in this study, except metals. Activated carbon and ozone allowed the removal over 70% of 2/3 of the organic micropollutants quantified. The addition of hydrogen peroxide to ozone increased the number of substances well removed (Rw>70%), but it did not improve the removal of substances that readily react with ozone. The other AOP (ozone/H2O2 and UV/H2O2) did not improve the number of substances well removed in comparison with ozone alone. The 5 technologies studied were sized at full scale in order to evaluate their investment and operation costs 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 2 to 20 euros cents per cubic meter treated according to the technology, the list of analyzed compounds and the removal objective.
Cet article documente l’élimination de 64 micropolluants (15 métaux et 49 substances organiques) par 5 procédés de traitement complémentaire : adsorption sur charbon actif en grain, ozone, ozone/ H2O2, ozone/UV et UV/H2O2. Des méthodes analytiques validées ont été mises en ½uvre, avec de faibles limites de quantification (i.e. proches du nanogramme par litre) et des incertitudes maîtrisées. Les traitements complémentaires étudiés aux conditions d’application utilisées ont été trouvés efficaces pour l’élimination de la plupart des micropolluants quantifiés dans cette étude, excepté les métaux. Le charbon actif et l’ozone ont permis d’éliminer à plus de 70% plus de 2/3 des substances organiques quantifiées dans cette étude. L’ajout de peroxyde d’hydrogène à l’ozone a augmenté le nombre de substances bien éliminées (Rw>70%), mais n’a pas permis d’augmenter le rendement d’élimination des substances réactives à l’ozone. 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. Les 5 technologies étudiées ont été dimensionnées à pleine échelle afin d’évaluer leurs coûts d’investissement et d’exploitation pour deux 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 d’environ 2 à 20 centimes d’euros par m3 traité, selon la technologie mise en place, la liste des substances choisie et l’objectif visé.