Évaluer les rendements des stations d’épurationprojetamperes.cemagref.fr/illustrations/44-62-CHOUBERT.pdf · 46 TSM numéro 1/2 - 2011 - 106e année Micropolluants et eaux usées

TSM numéro 1/2 - 2011 - 106e année44

Évaluer les rendements des stations d’épurationApports méthodologiques et résultats pour les micropolluants en filières conventionnelles et avancées

n J.-M. CHOUBERT1, S. MARTIN-RUEL2, H. BUDZINSKI3, C. MIÈGE1, M. ESPERANZA2, C. SOULIER3,C. LAGARRIGUE4, M. COQUERY1

Mots-clés : substances prioritaires et émergentes, traitements primaires, traitements biologiques, traitementstertiaires, boues activées, procédés à cultures fixées

Keywords: micropollutants, xenobiotics, primary treatment, secondary treatment, tertiary treatment, activatedsludge, fixed-film biomass process

IntroductionDepuis l’adoption de la directive cadre sur l’eau

(DCE), en 2000 [CE, 2000], des programmes de

surveillance s’attachent à la mesure de substances

chimiques5 prioritaires et émergentes présentes en

faible concentration dans les eaux traitées issues des

stations d’épuration [COQUERY, 2009]. Il s’agit, le

plus souvent, de quantifier les flux de ces substances

émis vers les milieux aquatiques superficiels. Actuel-

lement, pour disposer de valeurs de rendements

d’élimination des micropolluants par les stations

d’épuration, il faut se tourner vers la littérature scien-

tifique, et l’utilisation de ces informations à des fins

opérationnelles est difficile. En effet, les résultats

publiés concernent essentiellement le procédé à

boues activées [ROGERS, 1996 ; JOSS et al., 2005 ;

JANEX-HABIBI et al., 2009 ; JOSS et al., 2008], et très

rarement les autres filières biologiques de traitement

(notamment celles à cultures fixées et, en particulier,

celles installées en zone rurale). À l’exception du cas

des boues activées, les rendements publiés sont

généralement tirés d’études à l’échelle pilote (exemple :

bioréacteurs à membranes, procédés d’oxydation

avancée [GONZALEZ et al., 2007 ; BERNHARD et al.,

2006]). De plus, certaines informations utiles à

l’interprétation des résultats ne sont pas communi-

quées, telles que les concentrations d’entrée des

substances étudiées et/ou les conditions de fonction-

nement des procédés (âge de boues et charges volu-

miques, par exemple). Par ailleurs, les méthodes

d’échantillonnage et d’analyses émanent de proto-

coles différents. Lorsque l’on synthétise ces données

bibliographiques, on observe une variabilité très

élevée des rendements d’élimination autour de va-

leurs moyennes [MARTIN-RUEL et al., 2008 ;

MIÈGE et al., 2009]. Il est alors impossible de com-

parer l’efficacité des filières de traitement sur des

bases solides, ni de commenter le devenir des

substances au cours des différentes étapes du traite-

ment, ni de discerner ce que les procédés tertiaires

conventionnels conçus pour les paramètres conven-

tionnels sont capables d’apporter.

Le présent document présente :

– les principales avancées méthodologiques ayant

permis d’évaluer de façon plus « robuste » les rende-

ments d’élimination des micropolluants par les

stations d’épuration ;

– les résultats de rendements d’élimination de micro-

polluants pour différentes filières d’épuration :

primaire, secondaire (à cultures libres et fixées) et

tertiaire, en mentionnant précisément les conditions

de fonctionnement et les concentrations dans les

eaux usées brutes.

L’approche a été menée à l’échelle de la filière « eau »

seule, et aussi de la filière globale « eau+boue » afin

1 Cemagref – UR MALY – 3bis, quai Chauveau – CP 220 – 69336 Lyon cedex 09.E-mail : [email protected]

2 Cirsee, Suez Environnement – 38, rue du Président-Wilson – 78230 LePecq.

3 Université Bordeaux 1 – ISM-LPTC, UMR CNRS 5255 – 351, cours de laLibération – 33405 Talence cedex.

4 Agence de l’eau Rhône Méditerranée et Corse – 2-4, allée de Lodz – 69363Lyon cedex 07.

5 Aussi dénommées micropolluants.

Extrait numérique de Techniques Sciences Méthodes n° 1/2 de 2011Exemplaire des auteursDroits d'utilisation, de diffusion, d'exploitation réservés TSM/Asteehttp://tsm.astee.org

TSM numéro 1/2 - 2011 - 106e année 45


de distinguer les substances stockées dans les boues

de celles transformées au sein des filières.

Les éléments rassemblés dans cet article sont issus du

projet de recherche Amperes6 et la justification de

choix des substances analysées est détaillée par

COQUERY et coll. [2011]. Rappelons que les

éléments déterminants de ce choix ont été les don-

nées réglementaires, bibliographiques et les domaines

de compétence analytiques des partenaires du projet.

Dans ce document, la présentation des résultats

de rendements d’élimination a été limitée à 89

substances analysées : 45 substances réglementées7

[CE, 2008] – c’est-à-dire : substances prioritaires

dangereuses (SPD), substances prioritaires (SP) et

autres substances réglementées –, 20 autres métaux

et 24 autres substances organiques. Les résultats

obtenus pour les substances pharmaceutiques sont

présentés séparément [SOULIER et al., 2011].

1. Méthodologie1.1. Filières eau et boue étudiées21 stations d’épuration d’eaux usées domestiques

(STEP) représentatives de filières de traitement

(primaire, secondaire, tertiaire) ont été sélectionnées.

Situées en zones rurales ou urbaines, en France ou

en Espagne, les installations choisies ont été retenues

sur des critères de faisabilité de l’échantillonnage et

de « bon » fonctionnement pour le traitement des

paramètres majeurs (respect des objectifs de rejets en

vigueur). Quinze installations ont fait l’objet d’un

suivi simultané de la filière eau et de la filière boue.

Pour deux STEP, seule la filière boue a été échantil -

lonnée, et quatre installations ont fait l’objet d’un

suivi exclusif du traitement tertiaire. Les caractéris-

tiques des stations d’épuration étudiées sont rassem-

blées dans le tableau I.

La méthodologie d’échantillonnage appliquée

[CHOUBERT et al., 2009] est basée sur le prélève-

ment d’échantillons moyens journaliers proportion-

nels au débit, conservés au froid [COQUERY et al.,

2011], combinés à l’utilisation de matériel en verre

6 Acronyme de : « Analyse de micropolluants prioritaires et émergents dansles rejets et les eaux superficielles ». Projet de recherche soutenu parl’Agence nationale de la recherche (ANR Precodd).

7 La substance prioritaire « HAP » est composée de cinq substances diffé-rentes qui sont comptées individuellement ici.

et en Téflon, et sur un acheminement des échan-

tillons vers les laboratoires dans un délai inférieur à

24 heures Les prélèvements ont été effectués par

temps sec, pendant 2 à 3 jours consécutifs en

semaine. Pour 12 des 15 STEP dont les filières eau et

boue ont été étudiées simultanément, les eaux usées

brutes étaient normalement concentrées – demande

chimique en oxygène (DCO) moyenne journalière

d’environ 700 mg/L. Pour 3 autres (CA1, CA3, SE9),

les eaux usées brutes étaient diluées par des eaux

claires parasites.

Outre la réalisation d’un échantillonnage spécifique

pour les micropolluants, des prélèvements et mesures

ont été réalisés pour déterminer précisément les

charges admises des paramètres conventionnels

– DCO, demande biologique en O2 mesurée à 5 jours

(DBO5), matières en suspension (MES), azote, phos-

phore –, les temps de séjour liquides et solides et les

quantités de réactifs employées. Une mesure systé-

matique des débits traités a été réalisée. Les para-

mètres majeurs classiques ont été analysés selon les

normes en vigueur. Les micropolluants ont été

analysés sur les phases dissoutes et particulaires des

eaux et dans les boues, selon des techniques inno-

vantes et robustes aux très faibles concentrations

[COQUERY et al., 2011 ; SOULIER et al., 2011].

1.2. Stratégie d’échantillonnage et définitionsPour établir des bilans massiques sur les micropol-

luants comme l’illustre la figure 1, l’échantillonnage

a été effectué sur la filière eau en entrée (notée EB) et

sortie (notée ET) et sur la filière boue en entrée

(notée BL), en sortie (notée BS) et dans le retour en

EB : eau usée brute ; ET : eau traitée ; BL : boue liquide ; BS : boue sèche ;RET : retour en tête.Figure 1. Positionnement des points d’échantillonnage pour lecalcul des rendements R2 (filière eau) et R4 (filière globale)

Dro

its réservés TSM/A

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Micropolluants et eaux usées : les résultats du projet Amperes

Code et caractéristiques station Capacité nominale

EH (% charge nominale), débit sortie (m3/j) Type de réseau et de zone collectée

Filières eau primaires et secondaires (Filière boue)

Filières eau tertiaires

Cm

T(°C)

Traitement (NO3 rejet, mgN/L)

1

CA1 (2pp) 5-8 fév. 07 2 900 EH (60 %), 637 m3/j R. mixte, Z. rurale

B.A. aération prolongée [CL] (Séchage LSPR) –

0,07 (26j)

C + N (NO3 < 5)

2

SE1 (2pp), 26 fév-1er mars 07 36 000 (80 %), 4 200 m3/j R. mixte, Z. rurale

B.A. aération prolongée [CL] (DM avec polymère) –

0,04 (21j) 15 °C

C + N + P (NO3 < 5)

3

CA2 (2pp), 19-22 mars 07 13 000 EH (50 %), 910 m3/j R. unitaire, Z. urbaine

B.A. aération prolongée [CL] (Séchage LSPR) –

0,10 (16j) 13 °C

C + N (NO3 < 5)

4

SE2 (3pp), 23-26 avr. 07 250 000 EH (60 %), 28 000 m3/j R. mixte, Z. urbaine

Décantation primaire + B.A. aération prolongée [CL] (Digesteur anaérobie, DM, chaulage)

– 0,08 (13j) 20 °C

C + N + P (NO3 < 5)

0,35 (4j) 20 °C

C

5 CA3 (3pp), 21-24 mai 07 950 000 EH (100 %), 306 900 m3/j R. unitaire, Z. urbaine

Décantation primaire + B.A. moyenne charge [CL] + Biofiltre nitrifiant [CF] (DM avec polymère)

– –

20 °C C + N (NO3 > 20)

6 SE3 (3pp), 11-14 juin 07 50 000 EH (80 %), 6 100 m3/j R. séparatif, Z. urbaine

B.A. aération prolongée [CL] (DM, séchage thermique)

Décanteur rapide (FeCl3 + lit de boue)

0,05 (22j) 23 °C

C + N + P (NO3 < 5)

7 SE4 (2pp), 10-12 sep.t 07 110 000 EH (50 %), 14 500 m3/j R. mixte, Z. urbaine

B.A. aération prolongée [CL] (DM avec polymère) –

0,06 (17j) 20 °C

C + N (NO3 < 5)

8 SE5 (2pp), 8 -11 oct 07 24 000 EH (40 %), 1 500 m3/j R. unitaire, Z. urbaine

Bioréacteur à membranes (Zenon, 10 000 m²) [CL] (DM polymère, chaulage)

– 0,06 (17j) 24 °C

C + N (NO3 > 20)

9 SE6 (3pp), 15-17 oct. 07 26 000 EH (80 %), 3 750 m3/j R. mixte, Z. urbaine

Décantation primaire physico-chimique + Biofiltre C, puis nitrifiant) [CF] (DM avec polymère)

– –

21 °C C + N (NO3 > 20)

10 CA4 (4pp), 3-5 déc. 07 1 000 EH (100 %), 133 m3/j R. mixte, Z. rurale

Disques biologiques [CF] + Filtre planté [CF] (Boue retenue sur filtre vertical)

Lagunage naturel de finition

– 10 °C

C + N (NO3 > 20)

11 CA5 (3pp), 4-6 fév. 08 80 000 EH (60 %), 8 500 m3/j R. unitaire, Z. urbaine

Décantation primaire physico-chimique + Biofiltre carbone [CF] (DM avec polymère)

– –

11 °C C

C + N (NO3 > 20) Filtre planté vertical [CF]

(Boue retenue sur filtre vertical) 12 CA6 (4pp), 10-12 mars 08 100 EH (90 %), 17 m3/j R. mixte, Z. rurale

+ Horizontal conventionnel [CF]

– –

10 °C C + N (NO3 < 5)

13 SE9 (3pp), 7-9 avril 08 1 000 EH (60 %), 135 m3/j R. séparatif, Z. rurale

Lit bactérien + Filtre planté de roseaux [CF] (Boue retenue sur filtre vertical)

– –

20 °C C + N (NO3 > 20)

C 14

CA7 (4pp), 29 sept.-1er oct. 08 300 EH (80 %), 36 m3/j R. mixte, Z. rurale

Décanteur/digesteur, Lagune + Filtre horizontal planté de roseaux [CF]

– –

20 °C C + N (NO3 > 20)

Filiè

res

eau e

t boue é

tudié

es

sim

ult

aném

ent

(15

STE

P)

15 CA8 (2pp), 23-25 fév. 09 17 000 EH (50 %), 1 200 m3/j R. mixte, Z. rurale

Culture fixée sur support mobile [CF] (DM avec polymère) –

– 10 °C

C + N (NO3 > 20)

16 SE7 (3pp), 10-12 mars 08 120 000 EH (65 %), Z. urbaine

– Filière boue seulement – (Compostage) – – –

BO

UE

seul

e

17 SE8 (3pp), 7-9 avril 08 300 000 EH R. unitaire (Z. urbaine)

– Filière boue seulement – (Digesteur anaérobie, séchage thermique)

– – –

18 CA-PA1 (3pp), 26 mars 08 50 000 EH (60 %), 10 800 m3/j R. unitaire, Z. urbaine

– Filière tertiaire seulement – B.A. aération prolongée

Filtre à sable rapide (11 °C) + Air ozoné (10 g O3/m3) –

19 CA-PA2 (3pp), 1er juill. 08 470 000 EH (100 %), 79 800 m3/j R. unitaire, Z. urbaine


Décanteur rapide (FeCl3 + Microsable) (20 °C) + Filtre charbon actif grains Filtrasorb 400 (pilote 1,4 m)

–

20 SE-PA1 (5pp), 19-22 mai 08 191 000 EH (30 %), 4 000 m3/j R. unitaire, Z. urbaine


STEP : Décanteur rapide (Al2(SO4)3) + Filtre à sable (20 °C) Pilote : Filtre silex + Ultrafiltration + Osmose inverse (polyamide-urée)

–

Filli

ères

tert

iaire

s av

ancé

es (

4 ST

EP)

21 SE-PA2 (4pp), 26-28 mai 08 70 000 EH (80 %), 31 900 m3/j R. unitaire, Z. urbaine


Filtre à sable (20 °C) + Microfiltration (polypropylène) + Osmose inverse (polyamide)

–

(SRT)

9 °C

pp : nombre de points de prélèvements ;CA : code station Cemagref, SE : codestation Suez Environnement ; PA : pro-cédé avancé ; EH : équivalent-habitant ;R. : type de réseau de collecte (mixte, sé-paratif, unitaire) ; Z. : type de zone collec-tée (rurale ou urbain) ; C : traitement de laDCO seulement ; C+N : traitement de laDCO et de l’azote ; CL : procédé à cultures libres ; CF : procédé à culturesfixées ; Cm = charge massique appliquée(kg DBO5/kg MVS et par jour]) ; SRT :temps de séjour des boues (en jours) ; T : température du bassin biologique (en°C) ; B.A. : boues activées ; DM : déshy-dratation mécanique ; LSPR : lits de séchage planté de roseaux.Tableau I. Description et principalesconditions de fonctionnement des21 stations d’épuration (STEP) étu-diées dans le projet Amperes

C + N + P (NO3 < 5)

Traitement du carbone, de l’azote (nitrification et dénitrification)

C Traitement du carbone seulement

C + N (NO3 > 20)

Traitement du carbone et de l’azote (sans dénitrification)

Codes couleur pour les traitementsdes paramètres majeurs

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À partir des moyennes et écarts types de R2 et R4

(calculés à partir de plusieurs installations du même

type lorsque c’était possible), des codes couleur ont

été utilisés pour représenter visuellement les valeurs

de rendements par filière d’épuration : (<30%),

(30% à 70 % ) et (>70%).

1.3. Règles de calcul pour la consolidationdes rendementsLes conditions dans lesquelles les rendements sont

« calculables » de façon robuste ont été définies pour

éliminer les valeurs aberrantes qui pourraient être

issues du simple calcul arithmétique ne prenant pas

en compte les incertitudes analytiques. Ces règles de

consolidation innovantes, appliquées au cours du

projet Amperes, sont énoncées ci-après et illustrées

de façon schématique sur la figure 2.

Pour chacune des substances étudiées, nous avons

d’abord défini un seuil de concentration, différent

pour chaque type de matrice (eau usée brute / eau

traitée secondaire / eau traitée tertiaire), égal à 10 fois

sa limite de quantification (LQ). Ce seuil sépare deux

niveaux de précision : le niveau « haut » pour lequel

l’incertitude est estimée à 30 % au maximum, et le

niveau « bas » (concentrations comprises entre LQ

et le seuil de 10·LQ) où l’incertitude est estimée entre

50 et 100 % selon les substances.

Les règles de consolidation appliquées pour les

calculs de rendement R2 sont les suivantes :

• Calcul de R2 possible :

Pour les cas ci-dessous, les écarts de concentrations

entre l’entrée et la sortie de STEP sont interprétables

au regard de l’incertitude analytique :

– cas 1 : la concentration d’entrée est supérieure au

seuil de concentration (c’est-à-dire 10·LQ, niveau

haut) et la concentration de sortie est comprise entre

LQ et 10·LQ (niveau bas) ;

– cas 2 : la concentration d’entrée est supérieure à

10·LQ [niveau haut ; cas 2(a)] ou bien comprise entre

LQ et 10·LQ [niveau bas ; cas 2(b)], et la concentra-

tion de sortie est < LQ. Dans ce cas, la concentration

de sortie est remplacée par une valeur égale à LQ/2 ;

• R2 non calculable :

– cas 3 : les concentrations en entrée et en sortie de

STEP sont toutes deux comprises entre LQ et 10·LQ,

c’est-à-dire dans le niveau bas. Dans cette zone, l’in-

tête (noté RET, eau issue de la filière boue renvoyée

dans la filière eau).

Sur la totalité de la durée de chaque campagne de me-

sure (c’est-à-dire 2 à 3 jours consécutifs), pour

chaque substance et chaque filière, deux descripteurs

d’efficacité de traitement ont été calculés :

R2 : rendement de la filière eau qui traduit la réduc-

tion de la concentration en micropolluants entre l’en-

trée et la sortie d’une station, ou d’une étape du trai-

tement. Ce descripteur prend en compte le piégeage

des micropolluants des matières en suspension

(MES) de l’eau brute, les processus d’adsorption/

transfert vers les boues, de biodégradation et de volati-

lisation. R2 est calculé avec les flux de substances admis

(FEautot,in) et rejetés (FEau

tot,out) selon l’équation 1 :

[Équation 1]

R4 : rendement d’élimination global des substances

qui prend en compte le flux de micropolluants trans-

férés vers la filière boue, et le flux de micropolluants

réintroduits dans la filière « eau » par le retour en

tête. Ce descripteur permet, pour une substance,

d’évaluer l’importance des processus de transforma-

tion (dégradation, conversion) ou d’évaluer si celle-ci

est simplement stockée dans les boues. R4 est calculé

avec les flux précédents ainsi que les flux de sub-

stances envoyés vers la filière boue (FBoueExtraction) et reçus

par le retour en tête (FBoueRET) selon l’équation 2.

[Équation 2]

Prenons le cas d’un flux de substance admis de100 g/j, et d’un flux rejeté de 50 g/j par l’eau trai-tée. Le rendement R2 est de 50 %. Si le flux en-voyé vers la filière boue est de 50 g/j et celui re-venant par le retour en tête est de 10 g/j, le ren-dement R4 sera de 10 %, traduisant une trèsfaible transformation de la substance, et doncune accumulation dans les boues liquides ! Si,pour les mêmes flux d’entrée et de sortie, le fluxenvoyé vers la filière boue n’est que de 10 g/j etcelui revenant par les retours en tête de 2 g/j, lerendement R4 monte à 40 %, traduisant unetransformation de la substance plus importanteque dans le cas précédent (pour un même ren-dement de la file eau de 50 %).

Rendement filière eau (R2) contre rendement.global (R4)

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certitude analytique est comprise entre 50 et 100 %

et les écarts de concentrations entre l’entrée et la sor-

tie sont difficiles à interpréter. Dans cette situation,

nous avons considéré que le rendement n’était pas

calculable (calcul proscrit) ;

– cas 4 : la concentration en entrée est inférieure à

LQ. Le rendement R2 n’a pas été calculé.

1.4. Sensibilité des résultats aux règles deconsolidation précédentesCe paragraphe illustre les influences des choix

métho dologiques énoncés précedemment sur les

calculs de R2 :

– les données < LQ dans les eaux traitées auraient pu

être remplacées par LQ, au lieu de LQ/2 ;

– l’incertitude analytique rend plusieurs calculs de R2

difficiles à classer.

1.4.1. Influence du remplacement des concen-trations < LQ en sortie de procédé par LQ/2

La figure 3 présente les rendements R2 que l’on ob-

tiendrait en remplaçant les données < LQ en sortie de

STEP par la valeur de la LQ (critère sécuritaire), au

lieu d’utiliser la valeur LQ/2 appliquée dans cette

étude.

Prenons le cas d’une substance dont la LQ estde 0,2 μg/L. Une incertitude analytique de 50-100 % s’applique donc aux mesures inférieuresà 2 μg/L (10·LQ)].Les mesures de concentrations de 0,9 μg/L enentrée et 0,45 μg/L en sortie de STEP condui-raient à un rendement R2 de 50 % en premièreapproche. En réduisant de 100 % la valeur desortie de STEP (100 % d’incertitude), le calculconduirait à un rendement R2 de 75 %. Le calculn’est donc absolument pas robuste : nous noussommes donc abstenus de calculer le rende-ment R2 dans cette situation.• L’application des règles de consolidationconduit à retenir les calculs de rendements R2plus « robustes » que celles issues du simplecalcul arithmétique.• Pour le calcul des R4, seules les valeurs quan-tifiables (> LQ) dans les boues ont été retenues.

Cas 3 (calcul R2 proscrit !).

Figure 2. Représentation schématique des règles de calcul/consolidation des calculs des rendements R2

Prenons l’exemple d’une substance non quanti-fiée en sortie de STEP (avec LQ de 0,2 μg/L) etdont la concentration en entrée de STEP est égaleà 3,9 μg/L. Le rendement R2 est de 97 % en choi-sissant LQ/2 pour remplacer la valeur deconcentration de sortie. Ce rendement serait de95 % en prenant LQ pour le calcul.Dans le cas d’une concentration de 0,39 μg/L enentrée de STEP, le rendement R2 reste calculablemalgré l’incertitude analytique plus élevée (seuilbas). Le rendement R2 est de 75 % en choisis-sant LQ/2 pour remplacer la valeur de concen-tration de sortie. Il serait de 50 % en prenant LQpour le calcul.

Remplacement des concentrations non quan-.tifiées par LQ ou par LQ/2 ?

C[ET] : concentration dans l’eau traitée.Figure 3. Valeurs de R2 en utilisant LQ (ordonnée) ou LQ/2 (abs-cisse) dans le cas n° 2 (remplacement des données < LQ en sor-tie) pour toutes les substances étudiées (exemple de la STEP SE1)



Les exemples de R2 représentés figure 4 montrent que,

dans la gamme 30-70 %, l’erreur sur le calcul de

rendement R2 est élevée. Les résultats doivent être

considérés avec précaution, en particulier lors de la

comparaison des filières de traitement entre elles.

2. Principaux résultatsCe document présente en premier lieu les résultats

de traitement de la filière « boues activées en aération

prolongée » qui est la plus répandue en France, pour

89 substances analysées. Les nombres de rendements

obtenus pour d’autres filières sont ensuite présentés

et comparés aux résultats des « boues activées », en

intégrant la variabilité relative observée. Enfin, les

nombres de rendements des étapes de traitement

tertiaires sont présentés. Pour ces filières, les résul-

tats de rendements sont placés en annexe afin de

faciliter la compréhension du présent article.

2.1. Traitement secondaire par boues activéesen aération prolongée

2.1.1. Rendements d’élimination « filière eau » (R2)

Pour les six stations à boues activées en aération pro-

longée étudiées, les concentrations moyennes en en-

trée et en sortie ont pu être quantifiées pour 72 des

89 substances initialement analysées. Les calculs de

rendements n’ont été possibles que pour 55 sub-

stances, soit 60 % des 89 substances analysées sur les

eaux brutes. Les rendements sont calculés pour :

– 23 des 45 substances réglementées quantifiées dans

les eaux usées brutes (8 SPD sur 17 ; 13 SP sur 20 ;

2 des 8 autres substances réglementées) ;

– 19 sur les 20 autres métaux ;

– et 13 sur les 24 autres substances organiques.

Les résultats sont présentés dans le tableau II.

• Rendements moyens calculés et variabilité associée

Parmi les 55 rendements R2 calculés :

– la moitié (28 substances) est supérieure à 70 % en

moyenne, soit environ 30 % des 89 substances

analysées dans les eaux usées brutes. Il s’agit de

15 substances réglementées (7 SPD, 6 SP, 2 autres

substances réglementées), 7 autres métaux, et

6 autres substances organiques ;

– un quart (14 substances) est compris entre 30 et

70 % : il s’agit de 4 substances réglementées (1 SPD,

Ces exemples montrent que le choix de remplacer des

données < LQ en sortie de STEP par LQ ou LQ/2 peut

influencer les résultats de R2, dans le cas où les

concentrations mesurées en entrée sont proches de la

LQ. Cependant, la figure 3 obtenue sur la STEP SE1

confirme que le nombre de substances concernées reste

réduit. Pour au plus cinq substances, le rendement R2

en prenant LQ/2 excède de 10 à 20 unités de rendement

la valeur que l’on obtiendrait en utilisant LQ.

1.4.2. Prise en compte de l’incertitude analytiqueversus écart de concentration entrée/sortieLa figure 4 présente les valeurs de R2 obtenues en uti-

lisant les concentrations de sortie de STEP mesurées

par les laboratoires auxquelles a été retranchée et ad-

ditionnée une incertitude analytique de 30 % (équa-

tions 3 et 4 présentées ci-dessous).

Avec R2max

et R2min

[%] définis comme :

[Équation 3]

[Équation 4]

Prenons l’exemple (A) d’une substance éliminéeavec un rendement R2 de 88 % (dont les concen-trations en entrée et sortie de STEP sont égalesà 3,9 et 0,45 μg/L). En prenant en compte l’incer-titude analytique de ± 30 %, des valeurs infé-rieure (R2

min) et supérieure (R2max) de 79 % et 94 %

sont obtenues, ce qui conduit à une faible diffé-rence avec la valeur précédemment calculée. A contrario pour l’exemple (B), avec une concen-tration de sortie de 1,6 μg/L, cela conduirait à unrendement R2 de 60 %. R2

min et R2max prendraient

des valeurs de 24 et 78 % respectivement.

Incertitude analytique contre différence de.concentrations entrée-sortie de procédé.

EB : eau usée brute ; ET : eau traitée.Figure 4. Impact d’une incertitude analytique de ± 30 % sur lesvaleurs de R2, à partir de la représentation de R2

min et R2max

(valeurs pour les exemples A et B de l’encadré)

Dro


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R2 (%) R4 (%) Eau usée (µg/L)

Eau traitée (µg/L)

Boue traitée (mg/kg MS)

Substance Famille

M n 1 M M S M S M S

Cadmium (Cd) Métaux 65 6 M <30 0,20 0,09 0,06 0,04 1,1 0,55 Benzo(b)fluoranthène HAP 80 3 M 30-70 0,09 0,03 0,05 – 0,10 0,02 4-NP (nonylphénols) Alkylphénols 84 6 M >70 15,7 13,3 1,3 1,5 9,9 4,3 Benzo(k)fluoranthène HAP 87 2 30–70 0,07 0,02 0,05 – 0,11 0,03 Indeno(1,2,3-cd)pyrène HAP 87 2 >70 0,08 0,02 n.q. – n.q. – Mercure (Hg) Métaux 91 6 M >70 0,40 0,41 0,02 0,04 2,0 1,5 C10-13 chloroalcanes Organique chloré 98 1 >70 12,3 15,0 n.q. – n.q. – Pentabromodiphényléther PBDE 98 1 >70 0,39 0,51 n.q. – 0,03 0,01 Pentachlorobenzène Organique chloré – – – n.q. – n.q. – n.q. – Anthracène HAP – – – n.q. – n.q. – n.q. – Benzo(a)pyrène HAP – – – 0,08 – n.q. – 0,13 0,02 Benzo(g,h,i)pérylène HAP – – – 0,06 0,01 n.q. – n.q. – Endosulfan Pesticide organochloré – – – 0,05 – n.q. – n.q. – Tributylétain Pesticide organoétain – – – 0,005 – n.q. – n.q. – Hexachlorobutadiène Organique chloré – – – n.q. – n.q. – n.q. – Hexachlorobenzène Organique chloré – – – n.q. – n.q. – n.q. –

Subs

tanc

es p

rior

itair

es d

ange

reus

es

Hexachlorocyclohexane Pesticide organochloré – – – 0,07 0,02 0,05 0,02 0,04 0,01 Atrazine Pesticide triazine 2 4 M <3 0,02 0,01 0,02 0,02 n.q. – Diuron Pesticide urée 18 6 M <0 0,30 0,61 0,22 0,21 0,01 0,01 Trichlorobenzène Organique chloré 38 2 M 30 0,09 0,04 0,1 0,06 0,02 – Chlorpyrifos Pesticide organo-P 50 1 <0 0,08 0,04 0,05 0,02 n.q. – Nickel (Ni) Métaux 57 6 M <0 10,3 9,8 5,0 5,0 22,4 18,3 Plomb (Pb) Métaux 73 6 M <0 6,5 4,5 1,5 1,2 57 39,0 Fluoranthène HAP 80 4 M >0 0,20 0,12 0,09 0,04 0,20 0,01 Trichlorométhane COV 83 5 M >0 5,0 9,3 0,36 0,26 n.q. – Dichlorométhane COV 88 3 M >0 1,0 1,2 0,17 0,09 n.q. – 4-t-OP (octylphénols) Alkylphénols 88 6 M 30 5,6 9,2 0,21 0,25 3,6 3,2 Dehp Phtalates 92 6 52,8 54,9 4,2 5,6 32,4 16,5 Simazine Pesticide triazine <0 4 – 0,03 0,03 0,05 0,04 n.q. – Isoproturon Pesticide urée <0 3 – 0,02 0,01 0,01 0,01 n.q. – Benzène COV – – – n.q. – 0,12 – n.q. – Naphtalène HAP – – – 0,07 0,10 0,16 0,21 n.q. – Alachlore Pesticide organochloré – – – n.q. – n.q. – n.q. – Chlorfenvinphos Pesticide organophosphoré – – – n.q. – n.q. – n.q. – Trifluraline Pesticide triazine – – – n.q. – n.q. – n.q. – 1,2-dichloroéthane COV – – – n.q. – n.q. – n.q. –

Subs

tanc

es p

rior

itair

es

Pentachlorophénol Chlorophénols – – – 0,05 0,01 0,03 0,02 n.q. – Trichloroéthylène COV 86 3 >0 0,3 0,17 n.q. – n.q. – Tétrachloroéthylène COV 93 4 >0 1,5 1,1 0,19 0,02 n.q. – Tétrachlorure de carbone COV – – – n.q. – n.q. – n.q. – Aldrine Pesticide organochloré – – – n.q. – n.q. – n.q. – DDT Pesticide organochloré – – – n.q. – n.q. – n.q. – Dieldrine Pesticide organochloré – – – 0,04 – 0,01 – n.q. – Endrine Pesticide organochloré – – – n.q. – n.q. – n.q. – Au

tres

[CE,

200

8]

Isodrine Pesticide organochloré – – – 0,08 – 0,02 0,000 4 n.q. – Antimoine (Sb) Métaux 0 4 M <0 0,36 0,23 0,40 0,15 3,1 1,6 Bore (B) Métaux 1 6 M <0 198 82,5 201 87,7 47,3 20,5 Rubidium (Rb) Métaux 8 6 M <0 13,7 5,2 13 6,1 12,9 12,1 Cobalt (Co) Métaux 16 6 M <0 0,66 0,42 0,49 0,25 10,6 12,7 Arsenic (As) Métaux 28 6 M <0 2,6 3,1 2,3 3,0 6,6 6,2 Molybdène (Mo) Métaux 37 6 M <0 4,9 5,0 3,0 3,0 6,3 2,1 Zinc (Zn) Métaux 57 6 M <0 137 89,7 53 20,0 595 192 Baryum (Ba) Métaux 65 5 M <0 56,6 31,6 20,3 8,6 265 94,1 Sélénium (Se) Métaux 68 3 M <0 1,9 1,3 0,7 0,41 4,2 1,3 Uranium (U) Métaux 68 6 M <0 0,53 0,18 0,24 0,11 4,0 2,8 Titane (Ti) Métaux 74 6 M <0 67,3 38,8 13,3 12,5 426 118 Fer (Fe) Métaux 82 6 M <0 816 955 107 102 28 414 13 845 Cuivre (Cu) Métaux 83 6 M <0 54 28,5 8,0 9,4 327 104 Chrome (Cr) Métaux 85 6 <0 10,9 18,8 1,8 3,4 62,2 38,1 Étain (Sn) Métaux 86 6 M <0 4,1 1,9 0,57 0,73 27,2 9,7 Aluminium (Al) Métaux 90 6 M – 1 310 1 231 104 170 n.q. – Argent (Ag) Métaux 92 6 M <3 3,0 2,6 0,24 0,27 17,6 11,8 Vanadium (V) Métaux <0 4 – 1,8 0,65 4,4 6,3 22,8 13,3 Lithium (Li) Métaux <0 6 <0 12,1 10,5 13,1 11,6 n.q. –

Autr

es m

étau

x

Thallium (Tl) Métaux – – – n.q. – n.q. – n.q. –

30 70

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

100

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3 SP), 5 autres métaux et 5 autres substances orga-

niques ;

– un quart (13 substances, dont 10 avec une concen-

tration supérieure à 0,1 µg/L dans les eaux brutes)

n’est pas affecté par les STEP à boues activées en aéra-

tion prolongée (R2 < 30 %). Aucune SPD n’est concer-

née, mais 4 SP le sont (pesticides polaires comme les

diuron, simazine, isoproturon, atrazine, ainsi que gly-

phosate et AMPA), avec 7 métaux (Li, V, Sb, B, Rb,

Co, As) et 2 des autres substances organiques.

Ces valeurs confortent et complètent les données

bibliographiques [MARTIN-RUEL et al., 2008].

Pour la majorité des substances, la dispersion des

données de R2 autour de la valeur moyenne est d’au

plus 10 %, ce qui reflète une faible variabilité pour les

valeurs de R2 sur les six STEP boues activées en aéra-

tion prolongée (tableau II). Néanmoins, une variabi-

lité de plus de 20 % est observée pour 10 substances,

dont les rendements R2 sont essentiellement dans la

gamme intermédiaire (30 à 70 %) : il s’agit d’une SPD

(Cd), 3 SP (diuron, trichlorobenzène, Pb) et 6 autres

métaux (As, Mo, Zn, Ba, Se, Ti). La dispersion est

telle, pour ces substances, que l’attribution d’une

classe unique à partir du rendement moyen est

discutable comme cela a précédemment été suggéré

au § 1.4.

Les mesures réalisées n’ont pas permis de mettre en

évidence que l’efficacité de traitement des micropol-

luants dépendait de la température.

• Substances avec rendements R2 non calculables

Parmi les 89 substances analysées, les rendements R2

non calculables concernent 34 substances, dont la

moitié n’a jamais été quantifiée dans les eaux usées

brutes. L’autre moitié concerne des substances dont

les concentrations en entrée de STEP sont inférieures

au seuil de 10·LQ (cas n° 3 des règles présentées

Monochlorophénols Chlorophénols 31 1 30 0,06 – n.q. – n.q. – Dichlorophénols Chlorophénols 52 5 M 3– 0,22 0,12 0,19 0,14 n.q. – Bisphénol A Polymère phénolé 60 2 M 30 0,16 0,20 0,06 0,03 n.q. – Décabromodiphényléther PBDE 68 1 <3 0,30 0,17 0,13 – 1,1 1,0 Benzothiazole Autres 69 6 30 0,30 0,19 0,11 0,05 0,18 0,15 Tributylphosphate Autres 72 3 M >7 0,21 0,30 0,09 0,07 n.q. – 4-NP1EO Alkylphénols 88 6 M 37 9,0 17,0 0,47 0,54 8,9 5,3 4-tert-butylphénol Alkylphénols 93 5 0,78 0,47 0,07 0,02 0,18 0,18 Triclosan Biocide 99 1 >70 0,45 0,48 n.q. – 0,25 – Tétrabromodiphényléther PBDE 100 2 >70 0,92 1,4 n.q. – 0,03 0,01 Tribromodiphényléther PBDE 100 1 >70 2,6 – n.q. – n.q. – Glyphosate Pesticide < 0 3 – 0,73 1,0 0,66 0,68 n.q. – AMPA Pesticide < 0 6 – 1,4 1,1 2,5 2,3 n.q. – Octabromodiphényléther PBDE – – – n.q. – n.q. – n.q. – Hexabromodiphényléther PBDE – – – n.q. – n.q. – n.q. – Trichlorophénols Chlorophénols – – – 0,06 0,03 0,02 – n.q. – Tétrachlorophénols Chlorophénols – – – 0,02 – 0,01 – n.q. – 2-bromophénol Bromophénols – – – n.q. – n.q. – n.q. – 2,4-dibromophénol Bromophénols – – – 0,01 – n.q. – n.q. – 2,4,6-tribromophénol Bromophénols – – – 0,04 0,01 0,01 0,004 n.q. – Monobutylétain Pesticide organoétain – – – 0,03 0,03 0,02 0,01 n.q. – Dibutylétain Pesticide organoétain – – – 0,004 0,00010 0,005 0,002 n.q. – 4-NP2EO Alkylphénols – – – 2,9 2,4 0,95 2,6 6,5 4,5

Autr

es s

ubst

ance

s or

gani

ques

4-NP1EC Alkylphénols – – – 2,3 3,2 2,2 1,8 18 28,6

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M : moyenne : rendement inférieur à 30 % – : valeur non calculable

S : écart type : rendement compris entre 30 et 70 % n.q. : non quantifié

n : nombre de valeurs : rendement supérieur à 70 %

< 0 : rendement négatif (conc. entrée < sortie)

Caractères en gras lorsque la concentration est supérieure à 0,1 µg/L (eau) ou 0,1 mg/kg matière sèche (boue) : étendue des valeurs rencontrées

4-NP1EO et 4-NP2EO : nonylphénols polyéthoxylates ; 4-NP1EC : acides alkylphénol-polyéthoxy-phénoxyacétiques ; AMPA : acide aminométhyl phosphonique ; COV : composés aromatiques volatils ; DEHP : di(2-éthylhexyl)phtalate ; HAP : hydrocarbures aromatiques polycycliques ; PBDE : polybromodiphényléthers ; MS : matières sèches

Tableau II. Rendements R2 et R4 (moyenne, écart type, nombre) pour les six stations d’épuration (STEP) à boues activées en aération prolongée (CA1, CA2,SE1, SE2, SE3, SE4) ; concentrations moyennes journalières (89 substances analysées)

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R2 (%) R4 (%) Eau usée (µg/L)

Eau traitée (µg/L)

Boue traitée (mg/kg MS)

Substance Famille

M n 1 M M S M S M S 30 70 100



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§ 1.3), et même souvent inférieures à 0,1 µg/L. Il

s’agit de :

– 9 substances réglementées quantifiées dans les eaux

usées brutes (5 SPD, 2 SP, 2 autres substances) ;

– et 8 autres substances organiques.

2.1.2. Rendements d’élimination « filière globale »(R4) Les bilans massiques en micropolluants exposés au

§ 1.2 ont permis d’apporter quelques éléments quant

au devenir des substances en STEP pour une trentaine

de substances quantifiées dans les boues. Les rende-

ments R4, présentés dans le tableau II sous forme de

code couleur afin d’inclure les incertitudes d’échan-

tillonnage et d’analyse, ont ainsi été comparés aux

rendements R2.

Pour une quinzaine de substances, les rendements

R4 sont 25 % à 60 % inférieurs aux rendements R2,

ce qui indique un transfert important de ces

substances de l’eau vers le compartiment boue, sans

transformation ultérieure. Cela concerne certains

HAP [benzo(b)- et benzo(k)fluoranthène], décabro-

modiphényléther, trichlorobenzène, chlorpyrifos,

alkylphénols (4-NP, 4-t-OP, 4-NP1EO), benzothia-

zole et tributylphosphate. De nombreux métaux

sont également transférés dans les boues (Hg, Ni,

Fe, Cu, Cr, Zn, Cd, Pb), ce qui a permis de vérifier

la pertinence des bilans massiques réalisés. D’autres

substances pour lesquelles le rendement R4 est

plus proche du rendement R2 ont un comportement

intermédiaire : elles sont transférées et partiellement

transformées dans les boues (exemple : triclosan,

PBDE, DEHP, indéno

(1,2,3-cd)pyrène).

Par ailleurs, les mesures

réalisées montrent que :

– pour la majorité des

substances, le flux de

chaque micropolluant

renvoyé en tête de sta-

tion via les retours en

tête (RET) représente

moins de 3 % du flux

journalier apporté par

les eaux usées brutes.

Pour celles-ci, il est donc

possible d’assimiler le

rendement R2 au rendement des réacteurs biolo-

giques. Néanmoins, pour les pesticides polaires (tels

que glyphosate, AMPA, atrazine, simazine, diuron,

isoproturon) et quelques métaux peu adsorbables (Li,

B, Rb), la contribution s’élève à environ 15 %, ce qui

n’est plus négligeable dans le bilan massique ;

– pour certaines substances, les concentrations

dissoutes dans les retours en tête sont supérieures à

celles mesurées dans les eaux traitées, ce qui s’explique

par un transfert depuis la phase solide vers la phase

liquide au passage dans la filière boue : c’est le cas pour

la plupart des métaux (quelle que soit la filière boue).

C’est également le cas pour des molécules organiques

(comme le trichlorobenzène, benzothiazole, 4-NP et

4-t-OP, 4-tert-butylphénol) lorsque les filières boue

imposent des conditions d’absence d’oxygène, courtes

lors du stockage avant déshydratation mécanique, ou

plus longues (digestion anaérobie) au cours desquelles

il y a un relargage des substances.

2.2. Filières primaires et autres filièressecondairesLes figures 5 et 6 présentent pour différentes filières

de traitement, primaires ou secondaires, le nombre

de rendements R2 obtenus dans les trois classes défi-

nies précédemment (< 30 %, 30-70 % et > 70 %), cela

pour les zones urbaines et rurales. Pour les valeurs

individuelles de chacune des substances, le lecteur se

reportera à l’annexe I.

Sont documentées neuf filières dédiées aux zones

urbaines (figure 5) et six filières dédiées aux zones

C seul : traitement de la DCO seulement ; C+N : traitement de la DCO et de l’azote ; DP : décantation primaire ; BA :boues activées ; MBBR : procédé à culture fixée sur support mobile.Figure 5. Nombre de rendements R2 calculés pour les trois catégories de rendements (< 30 %, 30-70 %,> 70 %) pour les procédés secondaires des zones urbaines



rurales (figure 6), réalisant le traitement de la pollu-

tion carbonée seulement (deux primaires et deux

secondaires), ou le traitement du carbone et de l’azote

(tableau I). Selon la filière, le nombre de substances

pour lesquelles les calculs de rendements ont été

possibles a varié entre 29 (décanteur primaire +

lagune) et 53 (bioréacteurs à membranes). La

comparaison entre les rendements obtenus sur

chacune des filières pour chacune des substances est

donc difficile, d’autant plus que les substances

analysées peuvent différer d’une filière à l’autre.

Néanmoins, les principales tendances sont dégagées

pour chacune des filières étudiées.

2.2.1. Traitement primaire

Les filières primaires effectuent une élimination des

micro polluants organiques hydrophobes et métaux

adsorbables, grâce au piégeage d’une partie des MES.

C’est notamment le cas pour les PBDE, C10-13 chloroal-

canes, HAP et plusieurs métaux (Hg, Al, Ti, Cr, Cu, Zn,

Ag, Cd, Sn, Ba et Pb). L’ajout de réactifs de précipitation

augmente la proportion de R2 supérieure à 70 % qui

passe de 5 sur 42 (soit 12 % des valeurs déterminées,

figure 5) à 14 sur 47 (soit 30 % des valeurs déter -

minées). Celle-ci reste néanmoins très inférieure à la

proportion de 50 % (28/57) des valeurs de R2 calculées

pour les boues activées en aération prolongée.

2.2.2. Traitements secondaires éliminant le carbone seulement

• Boues activées moyenne charge

Pour le procédé boues activées moyenne charge

(CA3), assurant un simple traitement du carbone, la

proportion de sub-

stances appartenant à

chacune des trois classes

de rendement est proche

de celle caractérisant la

filière « décanteur pri-

maire + physicochi-

mique ». La proportion

de substances dont les

R2 sont supérieurs à 70%

atteint néanmoins 35 %

des valeurs déterminées

(52). Cette filière, à

faible âge de boues, est

pénalisée par une concentration de MES élevée

(40 mg/L en moyenne) dans les eaux épurées.

• Biofiltre à un seul étage

Pour le procédé par biofiltration immergé à un seul

étage (installé sur CA5), assurant également un

simple traitement du carbone, la proportion de R2 su-

périeure à 70 % atteint 50 % des valeurs de R2 calcu-

lables (43 au total contre 55 pour les boues activées

en aération prolongée). Ces performances s’expli-

quent partiellement par une meilleure rétention des

MES (15-20 mg/L en moyenne) dans les eaux épu-

rées que dans le cas des boues activées en moyenne

charge.

2.2.3. Filières secondaires éliminant le carboneet l’azote• Procédés des zones urbaines

Les trois filières pour lesquelles le nombre de rende-

ments R2 calculés est voisin (moyenne charge + bio-

filtre [53], boues activées en aération prolongée [55],

bioréacteurs à membranes [53]) révèlent toutes une

proportion de R2 supérieure à 70 % de l’ordre de la

moitié des valeurs déterminées. Notons un léger

avantage (55 %) pour les bioréacteurs à membranes

pour lesquels la rétention des MES est complète. No-

tons également que pour cette filière les valeurs de R2

sont plus élevées que dans le cas des boues activées

en aération prolongée pour une dizaine de substances

telles que : décabromodiphényléther (décaBDE),

naphtalène, chlorpyrifos, diuron, di- et pentachloro-

phénol, benzothiazole et 4-NP2EO (annexe 1). Pour

le procédé à culture fixée sur support mobile

(MBBR), 12 des 27 valeurs de R2 déterminées (45 %)

DP : décantation primaire.Figure 6. Nombre de rendements R2 calculés pour les trois catégories de rendements (< 30 %, 30-70 %,> 70 %) pour les procédés secondaires des zones rurales

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sont supérieures à 70 %, tandis que, pour le biofiltre

à deux étages, 25 des 39 valeurs de R2 déterminées

(65 %) sont supérieures à 70 %. Cette comparaison

doit être considérée avec prudence en raison d’un

taux de MES défavorable pour l’installation MBBR

étudiée (27 mg/L en moyenne) dont le fonctionne-

ment est perfectible.

Les résultats obtenus montrent d’une manière

globale :

– mis à part le cas des substances hydrophobes, les

rendements R2 augmentent avec le niveau de traite-

ment des paramètres conventionnels : traitement pri-

maire < traitement secondaire éliminant le carbone <

traitement secondaire éliminant le carbone et l’azote ;

– dès lors que les niveaux de traitement atteints sont

similaires pour les paramètres majeurs, les efficacités

respectives des procédés vis-à-vis des micropolluants

s’avèrent proches, qu’il s’agisse de cultures libres ou

de cultures fixées.

• Procédés des zones rurales

Cette catégorie de filières comprend le filtre planté

vertical ou vertical+horizontal (CA6), la lagune ou

lagune+filtre vertical (CA7), les biodisques (CA4) ou

le lit bactérien (SE9), associés à un filtre planté

à écoulement vertical. On remarque que le nombre total

de rendements R2 calculés par filière est compris entre

29 et 36, en raison d’un nombre de substances quanti-

fiées plus faible dans les eaux usées brutes des zones

rurales que dans celles des zones urbaines. Pour les sub-

stances pour lesquelles R2 a pu être calculé, la propor-

tion de R2 > 70 % des filières des zones rurales traitant

le carbone + l’azote est similaire à celle déterminée dans

les zones urbaines. Une seule exception :

le procédé filtre planté à écoulement ver-

tical seul présente un nombre de R2

> 70 % plus faible [30 %], probablement

en raison d’une concentration en MES

plus élevée dans l’eau traitée. L’associa-

tion avec un filtre horizontal fournit un

nombre de R2 comparable aux autres fi-

lières.

2.2.4. Bioréacteur à membranesimmergéesPour le procédé bioréacteur à mem-

branes immergées (SE5), le nombre de

R2 > 70 % est équivalent à celui des

boues activées en aération prolongée (figure 5). Les va-

leurs de R2 sont plus élevées pour une dizaine de sub-

stances telles que : décaBDE, naphtalène, chlorpyrifos,

diuron, di- et pentachlorophénol, benzothiazole et 4-

NP2EO. Vu l’âge de boue voisin de ceux des boues ac-

tivées (tableau I), les pistes d’explication sont une sur-

face différente des flocs, une présence de matière orga-

nique telles que les produits microbiens solubles, mais

ces observations méritent des investigations complé-

mentaires.

2.3. Traitements tertiaires

Le projet a examiné les performances de traitement

des micropolluants par les procédés tertiaires d’affi-

nage des paramètres conventionnels (MES, phos-

phore), parfois installés en aval de STEP secondaires :

décantation rapide (SE2, SEPA1, CAPA2), filtration

sur sable (CAPA1, SEPA1, SEPA2) et lagunage de fini-

tion (CA4) non planté. D’autres installations sont des

technologies avancées, le plus souvent rencontrées

en potabilisation ou en traitement industriel : ozona-

tion (CAPA1), filtration sur matériau adsorbant char-

bon actif (CAPA2) et osmose inverse (SEPA1,

SEPA2).

La figure 7 présente pour chaque filière tertiaire le

nombre de rendements calculés dans chacune des

trois classes définies précédemment < 30 %, 30-70 %

et > 70 %. Pour les valeurs individuelles par

substance, le lecteur pourra se reporter à l’annexe 2.

Les enseignements suivants ont été tirés pour les

procédés d’affinage (§ 2.3.1) et avancés (§ 2.3.2).

MES : matières en suspension ; P : phospore.Figure 7. Nombre de rendements R2 calculés pour les trois catégories (< 30 %, 30-70 %, > 70 %) pour les six filières tertiaires étudiées

2.3.1. Procédés tertiaires d’affinage

Les procédés tertiaires d’affinage étudiés (permettant

d’éliminer les paramètres majeurs) montrent une

efficacité généralement comprise entre 30 et 70 %

pour 9 sur 16 substances mesurées (55 %) dans le cas

de la filtration sur sable, 10 sur 28 substances mesu-

rées (35 %) dans le cas de la décantation rapide, 9 sur

19 substances mesurées (45 %) dans le cas du lagu-

nage de finition. Il s’agit essentiellement d’un

piégeage des matières adsorbables sur les MES. Les

R2 > 70 % ne concernant que quatre substances sur

une STEP (Al, Sn, Ag, DEHP). Au total, les filières

tertiaires conventionnelles ont une efficacité limitée

sur l’élimination des micropolluants.

Pour les trois STEP (SE2, SEPA1, CAPA2) équipées

d’un décanteur rapide utilisant des réactifs chimiques

(par exemple FeC13 ou Al2(SO4)3), quelques

substances sont associées à des rendements R2 néga-

tifs : par exemple DEHP, Co, 4-NP, benzothiazole,

4-tert-butylphénol. Or, dans les bilans massiques, les

concentrations en substances des réactifs chimiques

ne sont pas prises en compte en raison de l’absence

d’analyses sur ces produits. Cette observation

rappelle que, d’un point de vue opérationnel, il est

important de ne pas surdoser ces réactifs.

2.3.2. Procédés tertiaires avancés innovants enassainissement

Les traitements avancés comme l’ozonation testée à

pleine échelle (CA-PA1) et la filtration sur charbon

actif testée à l’échelle pilote (CA-PA2) se sont révélés

particulièrement performants pour éliminer les pesti-

cides ou le 4-NP1EC, mal éliminés par les procédés

secondaires. Néanmoins, malgré une majorité de ren-

dements R2 supérieurs à 70 %, quelques substances

subsistent à des concentrations de 1 µg/L comme

l’AMPA ou le 4-NP1EC. Aucune amélioration de ren-

dement n’a été observée pour les métaux pour ces

deux procédés. L’osmose inverse montre la capacité

de rétention la plus importante des substances, y

compris des métaux.

Pour ces filières avancées, les questions de génération

de produits de dégradation, de technicité supplémen-

taire (traitement des concentrats par exemple) et

d’exploitation, et au final du gain environnemental

compte tenu de la consommation énergétique sup-

plémentaire nécessaire, sont posées. Ces techniques

conduiraient jusqu’à un doublement des coûts an-

nuels de traitement déjà nécessaires pour les filières

secondaires. L’utilisation de telles solutions tech-

niques doit donc être minutieusement examinée en

fonction de la sensibilité des milieux récepteurs

(exemple : paramètres déclassant des milieux) en

concertation avec les acteurs du domaine de l’eau et

des réseaux d’assainissement. Les efforts de réduction

à la source doivent être menés pour réduire des rejets

en micropolluants vers les milieux récepteurs. Pour

réduire les rejets, l’usage de l’outil réglementaire, ainsi

que la sensibilisation des industriels et des particu-

liers doivent être intensifiés.

Conclusions

Le domaine de l’élimination des micropolluants en

stations d’épuration nécessite l’utilisation de précau-

tions particulières, complémentaires à la démarche

appliquée en épuration des eaux usées pour les para-

mètres majeurs. En particulier, des conclusions hâ-

tives peuvent être tirées dans le cas où les substances

ne sont plus présentes en sortie de STEP, ou bien

lorsque la variation de concentration entre l’entrée et

la sortie de STEP se trouve dans l’incertitude de

mesure, au demeurant plus élevée que pour les

paramètres majeurs. Dans ce document, des règles de

calcul inédites ont été énoncées permettant de

prendre en compte les incertitudes analytiques dans

la détermination des rendements d’élimination de

micropolluants, et de consolider les calculs de rende-

ments d’élimination.

Les règles précitées ont été appliquées aux filières

« eau » seules et aux filières « eau+boue » de 21

stations d’épuration représentatives des filières de

traitement actuelles. Des valeurs consolidées de

rendements d’élimination ont été obtenues pour

55 micropolluants sur 89 analysés. Ces règles ont

permis de comparer de façon robuste l’efficacité

d’élimination des micropolluants par quinze filières

secondaires et six filières tertiaires situées en zones

urbaines et rurales. Cependant, les résultats doivent

être relativisés, puisque les campagnes n’ont porté que



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sur 2 à 3 jours consécutifs pour chacune des 21

installations étudiées.

Les résultats obtenus relatifs aux substances régle-

mentées par la DCE démontrent que les stations

d’épuration des eaux usées, bien que non conçues

dans l’objectif de traiter les micropolluants, en élimi-

nent une grande partie. Le rendement global d’élimi-

nation est croissant lors des étapes successives de trai-

tement primaire, secondaire et tertiaire. Une amélio-

ration notable du traitement est constatée, lorsqu’une

rétention des matières en suspension et/ou lorsqu’une

nitrification biologique efficace sont obtenues. Les

traitements biologiques conventionnels permettent

d’atteindre des rendements d’élimination de plus de

70 % pour la moitié des micropolluants quantifiés

dans le cadre de ce travail.

Aucune différence de rendement n’a été observée

entre les procédés secondaires à cultures libres ou

fixées vis-à-vis des substances étudiées, dès lors que

les traitements des paramètres conventionnels sont

identiques (niveau de traitement du carbone, de

l’azote, efficacité de la rétention des MES). L’effet po-

sitif d’un âge de boue élevé a été mis en évidence

(exemple : boues activées en aération prolongée).

L’influence des conditions de fonctionnement (tem-

pérature, durée d’aération) reste néanmoins à étu-

dier. Les bioréacteurs à membranes présentent des

efficacités supérieures à celles des filières biolo-

giques nitrifiantes conventionnelles pour certains

micropolluants organiques hydrophobes, du fait

d’une meilleure rétention des MES. Les bilans

massiques ont pu être réalisés pour une trentaine de

substances quantifiées dans les boues. Ils montrent

qu’elles restent principalement stockées dans les

boues, alors que seulement quelques-unes y sont

transformées ou biodégradées. Pour les autres, les

efforts analytiques doivent être poursuivis de façon

à pouvoir les mesurer dans les boues et calculer des

valeurs de R4.

Les procédés tertiaires utilisés pour améliorer l’élimi-

nation des paramètres conventionnels (décantation

rapide, filtration) font peu diminuer les concentra-

tions en micropolluants des eaux secondaires avant

rejet vers le milieu naturel. Des premiers éléments

prometteurs concernant la traitabilité des micropol-

luants ont été obtenus par des technologies de traite-


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ment avancées. Mais, plusieurs verrous restent à lever

pour l’applicabilité à large échelle, comme le traite-

ment des concentrats et des sous-produits formés, le

surcoût et la demande énergétique supplémentaires,

le coût et le bénéfice environnemental effectifs. Pour

réduire les concentrations dans les rejets, le traite-

ment ne peut être la seule solution envisageable. Des

efforts importants de réduction à la source devraient

être réalisés (meilleure maîtrise des apports en ré-

seaux d’assainissement).

Afin de réduire les émissions polluantes et améliorer

la protection de la qualité des écosystèmes, notam-

ment vis-à-vis des objectifs de préservation des mi-

lieux aquatiques introduits par la DCE, nos futures

recherches vont viser à :

– étudier l’efficacité des procédés avancés nouveaux

(adaptés aux zones rurales et urbaines) vis-à-vis des

substances insuffisamment dégradées par voie biolo-

gique et déterminer les conditions opératoires opti-

males de procédés des zones rurales et urbaines ;

– identifier les points d’amélioration et de fiabilisa-

tion de la filière de traitement secondaires boues

activées en aération prolongée. Les molécules visées

sont celles pour lesquelles une biodégradation par-

tielle est observée et une marge d’amélioration signi-

ficative attendue ;

– définir des voies de réduction des concentrations

en micropolluants hydrophobes lors du traitement

des boues, notamment celles dont la destination fi-

nale est la valorisation agricole.

Ces recherches sont menées dans le cadre de deux

projets de recherches Armistiq8 et Echibioteb9.

Remerciements

Les auteurs remercient l’ANR Precodd pour son sou-

tien financier au projet Amperes. Nos remerciements

vont également aux maîtres d’ouvrage et exploitants

des stations d’épuration qui ont permis le bon déroule-

ment des campagnes d’échantillonnage, et aux nom-

breux collègues ayant contribué au projet.

8 Projet Armistiq intitulé « Amélioration de la réduction des micropolluantsdans les stations de traitement des eaux usées domestiques » (soutienfinancier Onema).

9 Projet Echibioteb intitulé « Méthodologies innovantes pour l’analyse chi-mique et biologique des substances des eaux traitées et boues » (soutienfinancier ANR Ecotech).



conventional activated sludge treatment », Chemosphere ;67 : 335-343.JANEX-HABIBI M.L., HUYARD A., ESPERANZA M., BRUCHETA. (2009) : « Reduction of endocrine disruptor emissionsin the environment: The benefit of wastewater treat-ment ». Water Research ; 43(6) : 1565-1576.MARTIN-RUEL S., CHOUBERT J.M., GINESTET P., COQUERY M.(2008) : « Semi-quantitative analysis of a specific data-base on priority substances in wastewater and sludge ».Water Science and Technology » ; 57(12) : 1935-1944.JOSS A., SIEGRIST H., TERNES T.A. (2008) : « Are we about toupgrade wastewater treatment for removing organic micropollutants? » Water Science and Technology ; 57(2) :251-255.JOSS A., KELLER E., AIDER A.C., GÖBEL A., MCARDELL C.S.,TERNES T., SIEGRIST H. (2005) : « Removal of pharmaceu-ticals and fragrances in biological wastewater treat-ment ». Water Research ; 39(14) : 3139-3152.MEDAD (2007) : Circulaire du 7 mai 2007 définissant les« normes de qualité environnementale provisoires (NQEp) »des 41 substances impliquées dans l’évaluation de l’état chimique des masses d’eau ainsi que des substances pertinentes du programme national de réduction des substances dangereuses dans l’eau. MEDAD 2007/15, 13 p.MIÈGE C., CHOUBERT J.M., RIBEIRO L., EUSÈBE M., COQUERYM. (2009) : « Removal efficiency of pharmaceuticals andpersonal care products with varying wastewater treat-ment processes and operating conditions: conception ofa database and first results ». Environmental Pollution ;157 : 1721-1726.ROGERS H.R. (1996) : « Sources, behaviour, fine of orga-nic contaminants during sewage treatment ». Science ofthe Total Environnement ; 185(1-3) : 3-26.SOULIER C., GABET, V., LARDY S., LEMENACH K., PARDON P.,ESPERANZA M., et al. (2011). « Zoom sur les substancespharmaceutiques : présence, partition, devenir en station d’épuration ». Techniques Sciences et Méthodes ; 1-2 : 63-77.

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GONZALEZ S., PETROVIC M., BARCELO D. (2007) : « Removalof a broad range of surfactants from municipal waste-water – comparison between membrane bioreactor and

À l'heure où l'on parle de développement durable, d'éco-quartiers, le constat est sévère : pas ou peud'innovations en matière de collecte des déchets et de gestion de la propreté depuis l'origine de cesservices ! Pourquoi ?• aucune prise en compte, en amont des programmes d'aménagement urbain, des contraintes induitespar ces services publics ;• aucun investissement anticipatif favorisant une gestion plus harmonieuse des déchets en ville et de la propreté des espaces urbains ;Néanmoins, quelques collectivités pionnières, quelques urbanistes curieux ont mené ici et là des

opérations intéressantes. Ces expériences porteuses d'espoir sont recensées.Des pistes d'avenir où urbanistes, aménageurs et professionnels de la propreté travailleraient ensemble en amont afin deconstruire une ville propre sont évoquées.

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Le présent article présente des avancées métho-dologiques inédites pour évaluer de façon robusteles performances de traitement des substancesprésentes en très faibles concentrations dans leseaux usées brutes et traitées. Il examine l’influen-ce des principales hypothèses de travail sur les valeurs de rendements calculées. Enfin, il expose les principaux résultats obtenus pour 89 micropolluants et différentes filières de traite-ment, en intégrant ou non les processus se dérou-lant dans la filière « boue ». Les eaux brutes ettraitées, ainsi que les boues de 21 stations d’épu-ration des zones urbaines ou rurales ont été étu-diées par temps sec à l’aide d’échantillons propor-tionnels au débit. Une amélioration notable dutraitement est démontrée pour une majorité desubstances dès lors qu’un traitement biologiqueavec nitrification ou qu’une élimination des

matières en suspension sont appliqués. Pour unevingtaine de substances, le principal processus estle transfert vers les boues, pour d’autres il y a enplus une transformation ultérieure. Pour lesboues activées en aération prolongée, le traite-ment des micropolluants atteint des valeurs trèssupérieures à celles d’un étage primaire. À perfor-mances de traitement équivalentes, les filières àcultures fixées (à plus faibles temps de séjourhydrauliques) ont des performances d’éliminationdes micropolluants équivalentes à celles desboues activées en aération prolongée. Les filièrestertiaires d’affinage ont une contribution limitéedans le traitement des micropolluants. Les traite-ments avancés permettraient de retenir plus de70 % des substances étudiées, mais ils engen-drent des coûts supplémentaires importants, etnécessiteraient d’être étudiés à large échelle.

RésuméÉvaluer les rendements des stations d’épuration. Apports méthodologiques et résultatspour les micropolluants en filières conventionnelles et avancées

J.-M. CHOUBERT, S. MARTIN-RUEL, H. BUDZINSKI, C. MIÈGE, M. ESPERANZA, C. SOULIER, C. LAGARRIGUE, M. COQUERY

This paper presents methodological advances forthe assessment of accurate removal rates ofmicropollutants present at very low concentra-tions in wastewater. The influence of the differentcalculation rules on removal rates is presented.The results obtained for conventional and advancedtreatment types are discussed, considering or notmicropollutants stored in sludge lines. 89 micro-polluants were measured on composite samplescollected from 21 domestic wastewater treatmentplants located in municipal and rural areas. It isdemonstrated that for most substances, there is asignificant improvement of the treatment efficiencywith suspended solids removal, or with a biologicaltreatment step with nitrification. For about 20

substances, storage into sludge was demonstrated,while some others compounds are partially trans-formed in sludge. For medium loaded activatedsludge (carbon removal only), the removal rate ofmicropollutants is similar to the one of primarysettling tank. The removal rates for treatmentplants with fixed-film biomass are shown to beequivalent to the ones with suspended biomass(activated sludge plants), even if lower hydraulicretention times are generally applied. Conventionaltertiary treatment stages have a limited removalefficiency for micropollutants. Advanced pro-cesses are efficient for pollutant removal but theyneed to prove relevance at full-scale plants due tohigh costs.

AbstractRemoval of micropollutants by domestic conventional wastewater treatment plants and

advanced tertiary process: specific method and results of the Amperes project

J.-M. CHOUBERT, S. MARTIN-RUEL, H. BUDZINSKI, C. MIÈGE, M. ESPERANZA, C. SOULIER, C. LAGARRIGUE, M. COQUERY



Annexe 1

Gamme de rendements R2 pour les procédés de traitement primaires et secondaires

Traitements secondaires (zones urbaines)

Traitements

primaires C seul C+N Traitements secondaires

(zones rurales)

Substance

DP

DP p

hysi

co-c

him

ique

DP +

BA

moy

enne

cha

rge

DP p

hysi

co-c

him

ique

+ b

iofil

tre

1 ét

age

BA a

érat

ion

prol

ongé

e

DP +

BA

moy

enne

cha

rge

+

Biof

iltre

1 é

tage

DP +

MBB

R

Bior

éact

eur à

mem

bran

es

DP p

hysi

co-c

him

ique

+ b

iofil

tre

2 ét

ages

DP +

BA

aéra

tion

prol

ongé

e

Filtr

e pl

anté

éco

ulem

ent v

ertic

al

Biod

isqu

e +

filtr

e éc

oule

men

t ve

rtic

al

DP +

lagu

ne

Lit b

acté

rien

+ fi

ltre

écou

lem

ent

vert

ical

DP +

lagu

ne +

filtr

e éc

oule

men

t ve

rtic

al

Cadmium (Cd) 30 - > 70% > 70% 30 - 3 9 > 70% 30 - < > < 30 - > 70% > < Benzo(b)fluoranthène 30 - > 70% > 70% > 6 8 > 70% 4-NP (nonylphénols) > 70% 30 - 6 8 > 70% 30 - > > 70% > > > 70% > 70% > > Benzo(k)fluoranthène 30 - > 70% > 8 8 > Indéno(1,2,3-cd)pyrène 30 - 8 8 Mercure (Hg) 30 - 30 - 30 - > 7 9 > 70% > > > 70% > > > 70% > 70% > > C10-13 chloroalcanes > 70% > 70% 9 > > 70% Pentabromodiphényléther > 70% 9 > 70% > 30 - > 70% Pentachlorobenzène Anthracène Benzo(a)pyrène < 30% Benzo(g,h,i)pérylène Endosulfan Tributylétain 30 - > 30 - 30 - Hexachlorobutadiène Hexachlorobenzène

Subs

tanc

es p

riorit

aire

s da

nger

euse

s

Hexachlorocyclohexane 30 - > 70% 30 - < Atrazine < 30% < 30% < 30% < - 2 30 - < < Diuron < 30% < 30% 30 - < - 4 < 30% 30 - < 30% < 30 - < 30% < 30% < < Trichlorobenzène < 30% 4 3 30 - 30 - < Chlorpyrifos < 30% 5 5 > > 70% Nickel (Ni) 30 - 30 - 30 - 4 5 > 70% < < < 30% 30 - < 30 - < 30% 30 - < Plomb (Pb) 30 - > 70% > 70% > 4 7 > 70% > > > 30 - > 70% > 70% > > Fluoranthène 30 - 30 - < 30% > 7 8 > 70% > < > Trichlorométhane < 30% 30 - 7 8 30 - < > 70% > 30 - > 70% > Dichlorométhane < 30% 30 - 30 - > 7 8 30 - > > 70% > 4-t-OP (octylphénols) > 70% > 7 8 > 70% > > > 70% > > > 70% > > Di(2-éthylhexyl)phtalate (DEHP)

30 - 70 %

30 - 70 %

> 70% > 70%

84

92

> 70% > 70%

> 70

> 70% > 70%

30 - 70

> 70% > 70% > 70%

> 70%

Simazine < 30% < 30% < 30% < - 1 < 30% < < Isoproturon < 30% < 30% < 30% < - 1 < 30% 30 - Benzène Naphtalène < 30% 30 - > 70% > > 70% Alachlore Chlorfenvinphos Trifluraline 1,2-dichloroéthane

Subs

tanc

es p

riorit

aire

s

Pentachlorophénol 30 - Trichloroéthylène 30 - 30 - 8 8 30 - > Tétrachloroéthylène 30 - > 70% < 30% 9 9 < 30% > 70% > Tétrachlorure carbone Aldrine DDT Dieldrine Endrine Au

tres

[CE,

200

8]

Isodrine

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▲Suite du tableau page suivante



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Abréviations : C seul : traitement de la DCO seulement ; C+N : traitement de la DCO et de l’azote ; DP : décantation primaire ; BA : boues activées ; MBBR : procédé à culture fixée sursupport mobile ; 4-NP1EO et 4-NP2EO : nonylphénols polyéthoxylates ; 4-NP1EC : acides alkylphénol-polyéthoxy-phénoxyacétiques ; AMPA : acide aminométhyl phosphonique.

Traitements secondaires (zones urbaines)

Traitements

primaires C seul C+N Traitements secondaires

(zones rurales)

Substance

DP

DP p

hysi

co-c

him

ique

DP +

BA

moy

enne

cha

rge

DP p

hysi

co-c

him

ique

+ b

iofil

tre

1 ét

age

BA a

érat

ion

prol

ongé

e

DP +

BA

moy

enne

cha

rge

+

Biof

iltre

1 é

tage

DP +

MBB

R

Bior

éact

eur à

mem

bran

es

DP p

hysi

co-c

him

ique

+ b

iofil

tre

2 ét

ages

DP +

BA

aéra

tion

prol

ongé

e

Filtr

e pl

anté

éco

ulem

ent v

ertic

al

Biod

isqu

e +

filtr

e éc

oule

men

t ve

rtic

al

DP +

lagu

ne

Lit b

acté

rien

+ fi

ltre

écou

lem

ent

vert

ical

DP +

lagu

ne +

filtr

e éc

oule

men

t ve

rtic

al

Antimoine (Sb) < 30% 30 - 30 - 30 - - 0 < 30% < < < Bore (B) < 30% < 30% < 30% < - 1 < 30% < < < 30% < < < 30% < 30% < < Rubidium (Rb) < 30% < 30% < 30% < -5 8 < 30% < < < 30% < < < 30% < 30% < 30 - Cobalt (Co) < 30% 30 - - 1 < 30% < < < 30% < < < 30% < 30% 30 - < Arsenic (As) < 30% 30 - < 30% > -5 2 < 30% 30 - 30 - 30 - 30 - < < 30% < 30% < < Molybdène (Mo) 30 - < 30% 30 - < 1 3 30 - < < < 30% 30 - < < 30% 30 - < 30 - Zinc (Zn) 30 - > 70% > 70% > 3 5 > 70% > 30 - > 70% 30 - 30 - > 70% > 70% > > Baryum (Ba) 30 - > 70% 30 - > 4 6 30 - > 30 - > < 30 - > < Sélénium (Se) 30 - < 30% 30 - 4 6 < 30% 30 - 30 - 30 - Uranium (U) < 30% < 30% < 30% < 4 6 < 30% < > 30 - 30 - 30 - 30 - Titane (Ti) > 70% > 70% 30 - > 4 7 > 70% > > > 70% > 30 - 30 - < 30% 30 - 30 - Fer (Fe) 30 - > 6 8 > 70% < > > 70% 30 - 30 - > 70% < 30% 30 - < Cuivre (Cu) 30 - > 70% > 70% > 6 8 > 70% > > > 70% > < 30 - > 70% > > Chrome (Cr) > 70% 30 - > 70% > 7 8 > 70% < 30 - > 70% > < > 70% > 70% > 30 - Étain (Sn) 30 - 70 > 70% > 70% > 6 8 > 70% > > > > > 70% > Aluminium (Al) 30 - > 70% > 70% > 7 9 > 70% > > > 70% > < > 70% > 70% > > Argent (Ag) 30 - > 70% > 70% > 7 9 > 70% > > 70% > > > 70% > Vanadium (V) < 30% < 30% < 30% < - 1 < 30% < < < < < 30% < 30% < Lithium (Li) < 30% < 30% < 30% < - - < 30% < < < 30% < < < 30% < 30% < <

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étau

x

Thallium (Tl) Monochlorophénols > 70% 3 3 30 - Dichlorophénols > 70% < 30% < 30% < 1 9 > 70% > > 70% 30 - 30 - > 70% 30 - Bisphénol A < 3 6 > 70% > Décabromodiphényléther 30 - > 70% 6 6 > 70% > > 70% Benzothiazole 30 - < 30% < 30% > 6 6 30 - 30 - > 30 - 30 - < > 70% 30 - < 30 - Tributylphosphate < 30% < 30% < 30% 5 7 30 - > > 70% 30 - < 4- < 30% 30 - 30 - > 7 8 > 70% > > > 70% > > > 70% 30 - > > 4-tert-butylphénol < 30% < 30% 30 - > 8 9 30 - > > 70% > 30 - > 70% > 70% > Triclosan > 70% > 9 9 > 70% > > Tétrabromodiphényléther > 70% > 70% 9 1 > 70% > Tribromodiphényléther 1 1 Glyphosate < 30% - - < 30% < < 30% AMPA < 30% < 30% - - < 30% < < < < 30% Octabromodiphényléther Hexabromodiphényléther > 70% > 70% 30 - Trichlorophénols Tétrachlorophénols 30 - 2-bromophénol 2,4-dibromophénol < 30% 30 - 2,4,6-tribromophénol < 30% Monobutylétain 30 - > 30 - > 70% > > Dibutylétain < 30% > > 70% 30 - > 70% > > 4-NP2EO 30 -70 % >70% >70% >70 30 -70 % >70% 30 -70 > 70% < 30% >70% 30 -70 %

Autr

es s

ubst

ance

s or

gani

ques

4-NP1EC < 30% < < 30% < > % 30 - > < < 30% > 70% <

NP1EO

Rendement R2 inférieur à 30 % Rendement R2 compris entre 30 et 70 % Rendement R2 supérieur à 70 % Valeur non calculable



Annexe 2 Gamme de rendements R2 pour les procédés de traitement tertiaires

Filières tertiaires d’affinage

Filières tertiaires avancées

Substance

Décanta

tion

rapid

e

Filtr

ati

on s

ur

sable

Lagunage d

e

finit

ion

Osm

ose

in

vers

e

Ozo

nati

on

Filtr

ati

on

charb

on a

cti

f

Cadmium (Cd) 37 39 Benzo(b)fluoranthène 4-NP (nonylphénols) 7 31 -51 48 30 -68 Benzo(k)fluoranthène Indéno(1,2,3-cd)pyrène Mercure (Hg) 45 39 C10-13 chloroalcanes Pentabromodiphényléther Pentachlorobenzène Anthracène Benzo(a)pyrène Benzo(g,h,i)pérylène Endosulfan Tributylétain Hexachlorobutadiène Hexachlorobenzène

Subs

tanc

es p

riorit

aire

s da

nger

euse

s

Hexachlorocyclohexane Atrazine -7 0 51 99 Diuron 12 -6 -84 97 89 Trichlorobenzène Chlorpyrifos Nickel (Ni) -1 3 25 92 7 -81 Plomb (Pb) 62 53 39 -3 73 Fluoranthène -73 26 Trichlorométhane 4 -76 70 Dichlorométhane 44 -10 4-t-OP (octylphénols) -60 46 Di(2-éthylhexyl)phtalate (DEHP) 97 73 57 Simazine -33 -9 95 55 97 Isoproturon 17 -1 96 79 Benzène Naphtalène Alachlore Chlorfenvinphos Trifluraline 1,2-dichloroéthane

Subs

tanc

es p

riorit

aire

s

pentachlorophénol Trichloroéthylène Tétrachloroéthylène 42 -7 10 Tétrachlorure de carbone Aldrine DDT Dieldrine Endrine Au

tres

[EC,

200

8]

Isodrine

Dro


stee – http://tsm

.astee.org

▲Suite du tableau page suivante



Dro


stee – http://tsm

.astee.org

Filières tertiaires d’affinage

Filières tertiaires avancées

Substance

Décanta

tion

rapid

e

Filtr

ati

on s

ur

sable

Lagunage d

e

finit

ion

Osm

ose

in

vers

e

Ozo

nati

on

Filtr

ati

on

charb

on a

cti

f

Antimoine (Sb) 6 2 92 -1 Bore (B) 0 -1 20 49 -2 65 Rubidium (Rb) 0 2 5 92 -1 -6 Cobalt (Co) -34 -8 12 88 7 -21 Arsenic (As) 24 3 -55 91 -2 Molybdène (Mo) -2 1 -9 92 -11 Zinc (Zn) 33 2 58 73 2 98 Baryum (Ba) 36 5 86 -1 Sélénium (Se) 37 4 83 Uranium (U) -1 1 47 92 0 Titane (Ti) 41 -1 15 87 3 11 Fer (Fe) 30 0 5 88 23 88 Cuivre (Cu) 25 1 50 69 -12 15 Chrome (Cr) 41 4 37 87 -21 88 Étain (Sn) 51 -3 84 83 Aluminium (Al) 93 58 -138 -13 Argent (Ag) 99 Vanadium (V) 35 1 -16 87 -17 Lithium (Li) -2 2 7 92 -2 -46

Autr

es m

étau

x

Thallium (Tl) Monochlorophénols Dichlorophénols 54 -3 Bisphénol A Décabromodiphényléther Benzothiazole -23 5 25 64 86 Tributylphosphate 4-NP1EO (nonylphénols polyéthoxylates) -31 54 4 25 79 25 4-tert-butylphénol -143 -11 -10 Triclosan Tétrabromodiphényléther Tribromodiphényléther Glyphosate 38 31 -49 90 73 78 AMPA (acide aminométhyl phosphonique) 21 30 -25 -38 -10 73 Octabromodiphényléther Hexabromodiphényléther Trichlorophénols 22 -15 20 Tétrachlorophénols 2-bromophénol 2,4-dibromophénol -79 2,4,6-tribromophénol 36 60 Monobutylétain 60 Dibutylétain 4-NP2EO (nonylphénols polyéthoxylates) -65 41 50 82 -106

Autr

es s

ubst

ance

s or

gani

ques

4-NP1EC (acides alkylphénol-polyéthoxy- phénoxyacétiques

-56 -57 -26 89 95 99

Rendement R2 inférieur à 30 % Rendement R2 compris entre 30 et 70 % Rendement R2 supérieur à 70 % Valeur non calculable

Documents

Évaluer les rendements des stations d’épurationprojetamperes.cemagref.fr/illustrations/44-62-CHOUBERT.pdf · 46 TSM numéro 1/2 - 2011 - 106e année Micropolluants et eaux usées