Évaluation de charbons actifs en poudre (CAP) pour l’élimination des micropolluants dans les eaux résiduaires urbaines

EPFL, 2010

Studienarbeit durch Julien Omlin und Lydia Chesaux

Zusammenfassung

La problématique des micropolluants fait de plus en plus parler d’elle à cause de leurs effets négatifs sur la santé et l’environnement. Afin de limiter l’augmentation des concentrations de micropolluants dans les différents compartiments environnementaux existant (en particulier l’eau, le sol et le biota), le gouvernement Suisse est actuellement en train de réviser l’ordonnance sur la protection des eaux (OEaux) qui aimerait prendre en compte le traitement des micropolluants présents dans les eaux usées.

Dans ce rapport, l’utilisation de charbon actif en poudre (CAP) pour diminuer les concentrations de micropolluants est analysée à la STEP de Vidy (Lausanne, Suisse). 21 micropolluants ont été choisis sur la base d’une méthode de priorisation pour la région lausannoise (Perazzolo, 2008), afin d’évaluer la capacité des CAP à les éliminer. Dans ce rapport, ces micropolluants sont des produits phytosanitaires, des substances hormonales ou médicamenteuses et des produits de beauté, qui peuvent être définis comme émergeants et de source anthropique. Le but final du projet est de trouver un CAP capable de réduire le plus efficacement les 21 micropolluants précédemment choisis.

Dans la première partie de ce travail, la littérature a été consultée pour décrire et comprendre les caractéristiques des CAP ainsi que les autres paramètres influençant l’adsorption des micropolluants. Les caractéristiques des micropolluants ont aussi été décrites pour tenter de comprendre leurs différents impacts sur l’adsorption.

Puis, dans un second temps, cinq différents CAP commerciaux (fabriqués à partir de bois calciné et d’autres matières premières végétales) sont comparés à différentes concentrations et temps de contact. Un protocole a été réalisé pour tester les CAP en laboratoire en utilisant 1L d’eau usée avec 10 ou 20 mg/L de CAP et appliquant différents temps de contact. L’eau usée utilisée provient de la sortie de la biologie, utilisant un lit fluidisé, après décantation.

La matière en suspension de chaque échantillon a ensuite été filtrée à 1 μm et les micropolluants toujours présents dans l’eau sont extraits à l’aide d’une SPE (« Solid Phase Extraction ») puis analysés avec un UPLC-MS/MS (« Ultra Performance Liquid Chromatograph coupled with a mass spectrometer ») pour déterminer la concentration des micropolluants.

Les résultats montrent que le PICAHYDRO MP23 obtient les pourcentages d’abattement les plus élevés pour la plupart des analyses. La valeur maximale pour ce CAP est observée à 30 mg/L durant 30 min où une valeur moyenne d’abattement de 68% pour les 21 micropolluants a été analysée. Ces résultats varient cependant fortement de l’eau testée.

Finalement, les résultats obtenus ont été comparés au comportement trouvé dans la littérature. Beaucoup de similitudes ont pu être observées, mais certains comportements n’ont pas pu être caractérisés.
En outre, au cours de la dernière analyse, différents types d’eau ont été choisis afin d’évaluer si l’utilisation de CAP est plus efficace avant ou après la décantation de l’eau sortant d’un lit fluidisé, après la biologie avec des boues activées ou après l’ozonation.

Selon les résultats obtenus, l’eau décantée sortant du lit fluidisé atteint la meilleure efficacité d’abattement. La même eau sans sédimentation a des résultats légèrement inférieurs. Cette observation est relativement intéressante, car l’étape de sédimentation pourrait être supprimée afin de gagner de l’espace et réduire les coûts de traitement.

  • Publikationsjahr:  2010

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