Evaluation of the fate of micropollutants through sludge treatment processes: biological (composting, anaerobic digestion, drying reed bed) and drying (thermal and solar)
Devenir des micropolluants adsorbables à travers les procédés de traitement des boues
Résumé
The objective of the paper was to evaluate the fate of 79 adsorbed micropollutants through 9 sludge treatment processes. A specific sampling strategy was applied to follow a “batch” of sludge through the treatment (inlet and outlet sludge, intermediary mixture for some processes such as composting and condensates). Mass balances were established to calculate micropollutants removal efficiencies and the fate of the substances through these facilities was evaluated. In order to limit the uncertainties due to sampling and analysis, strict rules were followed for the calculations. None of the sludge treatment processes evaluated in this project was able to remove the micropollutants measured in the sludge to be treated. Some adsorbed micropollutants were removed from the sludge but other ones were accumulated in the treated sludge, mainly because they were degradation products of other compounds, partly removed during the process. Some of the micropollutants were partly removed by sludge treatments: Solar drying system slightly reduced the hormones concentrations in sludge. The high temperature dryer and the sludge drying reed-bed operated with 14 weeks resting period led to a partial reduction of PAH. The sludge treatment processes studied were able to degrade nonylphenol mono and di-ethoxylates. Composting and the sludge drying reed-bed (14 weeks resting period) were able to remove nonylphenols, but only the thermal drying (high temperature) was able to remove octylphenols. The compartment composting and the sludge drying reed-bed (14 weeks resting period) were the most efficient processes on DEHP, galaxolide, tonalide, di-butylphtalate and triclosan. However, bisphenol A accumulated in the sludge samples during composting. The sludge drying reed bed operated with 14 weeks resting period had much better removal efficiencies than the one operated with 14 days resting period. None of the evaluated sludge treatment was able to remove metals (except mercury that was partly removed by high temperature drying).
L’objectif du présent travail a été de déterminer le devenir de 79 micropolluants au sein de neuf installations de traitement des boues. Le protocole d’échantillonnage a consisté à suivre un "lot" de boue à travers chaque procédé de traitement (entrée, sortie, points intermédiaires pour certains procédés comme le compostage et condensats). Des bilans matière ont été effectués afin de calculer des rendements d’élimination, en intégrant les incertitudes liées à l’échantillonnage et à l’analyse. Aucun des procédés de traitement des boues étudiés dans ce projet n’a permis une élimination de l’ensemble des micropolluants mesurés dans les boues brutes. Certains micropolluants s’accumulent dans les boues traitées, principalement car ce sont des produits de dégradation d’autres composés, partiellement éliminés pendant le traitement. D’autres micropolluants sont partiellement éliminés : le séchage solaire a permis une réduction de la concentration en hormones, malgré leurs faibles concentrations en entrée. Le séchage thermique à haute température et le lit de séchage planté de roseaux fonctionnant à 14 semaines de repos réduisent partiellement les concentrations en HAP. Les procédés de traitement des boues évalués ont tous permis une dégradation des nonylphénols mono et diéthoxylates (en nonylphénols). Une unité de compostage et un lit de séchage planté de roseaux (faible rythme d’alimentation-repos) ont permis d’éliminer partiellement les nonylphénols. Seul le séchage thermique (haute température) a eu un effet d’élimination sur les octylphénols. Le compostage en casiers et le lit de séchage planté de roseaux (faible rythme d’alimentation-repos) ont été efficaces sur DEHP, galaxolide, tonalide, di-butylphtalate et triclosan. Par contre, le bisphenol A s’est accumulé dans les boues pour le compostage. Le lit de séchage planté de roseaux fonctionnant sous 2 semaines d’alimentation et 14 semaines de repos a montré de meilleures efficacités d’élimination que celui fonctionnant sous 2 jours d’alimentation et 14 jours de repos. Aucun des procédés étudiés n’a permis d’éliminer les métaux, excepté le mercure, partiellement volatilisé dans le sécheur à haute température.