Qualité des rejets de STEP vis à vis des résidus médicamenteux et autres polluants émergents 

Qualité des rejets de STEP vis à vis des résidus médicamenteux et autres polluants émergents 

Introduction Les parties précédentes de ce chapitre se sont principalement intéressées à l’évolution des micropolluants au sein des filières conventionnelles de traitement des eaux usées. L’article 1 a synthétisé notamment les résultats des campagnes de mesure menées récemment en STEP par le programme OPUR, délivrant une vision assez précise sur l’évolution des polluants prioritaires.

Le jeu de données acquis par OPUR permet de dresser un état des lieux pour les polluants prioritaires (Bergé et al. 2014, Gasperi et al. 2010, Gilbert et al. 2012, Mailler et al. 2014b). Ces derniers sont majoritairement bien abattus par les STEP, notamment par l’éliminaion des particules. Au contraire, les résidus pharmaceutiques et hormones (PPHs) n’ont pas été étudiés jusqu’ici par le programme OPUR en STEP.

La synthèse bibliographique a permis de montrer que globalement ces composés sont plutôt mal éliminés par les filières conventionnelles de traitement, notamment les antibiotiques comme le sulfaméthoxazole ou le triméthoprime, les bêtabloquants comme l’aténolol ou le bêtanolol, la carbamazépine ou le diclofénac, molécule faisant partie de la liste de surveillance de la DCE (EC 2013).

Afin d’avoir une vision large et claire sur la contamination des rejets par les polluants émergents, un panel de 55 PPHs et 6 autres micropolluants organiques a été suivi dans 3 effluents de STEP du SIAAP pendant 68 campagnes réparties sur 3 ans (2013-2015). Ce suivi large et régulier s’est effectué dans le cadre d’un projet de recherche impliquant OPUR et la DDP du SIAAP ayant pour but d’évaluer l’efficacité des traitements tertiaires des ERU sur les micropolluants émergents.

Cette évaluation portait notamment sur un procédé de traitement au charbon actif (CarboPlus®), qui fait l’objet du chapitre 3 de cette thèse. De plus, les 3 effluents étudiés représentent en cumulé près de 2 millions de m3 d’eau par jour, qui sont déversés dans la Seine. La caractérisation fine de leur contamination par les micropolluants donne donc une bonne indication de ce qui est déversé dans le milieu naturel aquatique au niveau de l’agglomération parisienne.

Cette partie du chapitre 1 a pour but de synthétiser les résultats acquis dans le cadre de ce suivi. Elle présente i) la qualité générale (paramètres globaux) des effluents échantillonnés et ii) la fréquence de détection et la concentration des différents composés dans les effluents de STEP. Une analyse globale de la qualité est dans un premier temps réalisée, puis une comparaison des concentrations observées dans les différents effluents. Les variations saisonnières pour ces molécules sont égalemet abordées.

Les effluents échantillonnés

L’analyse de la qualité des effluents de STEP s’est effectuée grâce à l’étude de 3 effluents différents provenant de deux STEP gérées par le SIAAP : Seine Centre (Colombes, 92) et Seine Aval (Achères, 78). Seine Centre traite 240 000 m3/jour (900 000 EH) dans sa configuration normale temps sec. Le traitement est composé d’un prétraitement (dessablage – deshuilage), d’une décantation physico-chimique lamellaire et d’un traitement biologique par biofiltration en trois étages (carbone, nitrification totale, dénitrification).

Seine Aval traite 1 700 000 m3/jour (6 000 000 EH) dans sa configuration normale temps sec. Le traitement se compose d’un prétraitement 85 Devenir des micropolluants prioritaires et émergents dans les filières de traitement des eaux usées et des boues résiduaires (dessablage – deshuilage), d’une décantation classique, d’un traitement du carbone par boues activées, d’une déphosphatation par clariflocculation et d’un traitement de l’azote par biofiltration en deux étages (nitrification totale, dénitrification).

Une description plus complète des deux STEP est donnée par (Rocher et al. 2012) pour Seine Centre et (Gasperi et al. 2012) pour Seine Aval. Les 3 effluents échantillonnés correspondent au rejet (sortie de biofiltration) de Seine Centre (effluent 1), à la sortie d’un traitement biologique à boues activées aération prolongée (avec déphosphatation biologique) à Seine Aval (effluent 2) et au rejet (sortie de biofiltre de nitrification – dénitrification) de Seine Aval (effluent 3). Ainsi, ces effluents ont subi des traitements différents, ce qui influe sur leur qualité générale comme discuté ci-après (Figure I-19)

Stratégie de prélèvement

Le suivi des effluents s’est effectué au moyen d’échantillons moyens 24 h prélevés à l’aide de préleveurs automatiques asservis au débit, réfrigérés (4°C) et équipés de tuyaux en Teflon®. Des flacons en verre de 20 L, préalablement lavés ont été utilisés. Au total, 32 campagnes ont été réalisées pour l’effluent 1 (juin 2013 – avril 2015), 20 pour l’effluent 2 (juillet 2014 – avril 2015) et 16 pour l’effluent 3 (juin – octobre 2013).

L’ensemble des échantillons étaient reconditionnés avant analyse, soit après filtration sur filtres GF/F (Whatman®) de 0,7 µm pour les micropolluants, soit sans filtration pour les paramètres globaux. Les échantillons micropolluants étaient envoyés à l’Institut des Sciences Analytiques (ISA) du CNRS à Villeurbanne par transporteur, et traités dans les 48 h, alors que les échantillons paramètres globaux étaient analysés par le laboratoire d’analyse de la DDP.