Caractérisation de l’évolution de la MOD au long des filières épuratoires de STEU par spectrométrie de fluorescence 3D

Caractérisation de l’évolution de la MOD au long des filières épuratoires de STEU par spectrométrie de fluorescence 3D

Le contexte réglementaire du domaine du traitement des eaux résiduaires urbaines a largement évolué ces deux dernières décennies en présentant un accroissement significatif des exigences sur la qualité des eaux rendues au milieu récepteur. La restauration du bon état physico- chimique des masses d’eaux superficielles nécessite une limitation des apports en micropolluants et nutriments (C/N/P) dans le milieu naturel. Cette limitation des apports au milieu récepteur passe notamment par une gestion efficace des eaux résiduaires urbaines. Dans ce cadre, les principales agglomérations françaises ont conduit une politique de construction et de modernisation des ouvrages d’assainissement. Des technologies performantes pour le traitement biologique des eaux résiduaires et des sous- produits ont été intégrées dans les usines d’épuration des principales agglomérations françaises: biofiltres, bioréacteurs à membranes, traitement biologique des jus, etc.  L’objectif de ce chapitre est de mettre en évidence le potentiel de la spectrométrie de fluorescence 3D pour suivre l’évolution de la MOD au long de la filière épuratoire. Pour ce faire 5 campagnes de prélèvement ont été réalisées pour les STEU Seine Centre et Seine Grésillon. Des échantillons ont été prélevés à l’amont et à l’aval des différentes étapes de traitement des eaux usées afin de dresser une cartographie de la fluorescence observée pour celles-ci. Il sera ainsi possible de mettre en évidence le potentiel d’utilisation de la spectrométrie de fluorescence 3D pour suivre l’abattement des différents fluorophores associés aux pics C1 à C6, identifiés dans la partie A-II pour les différentes étapes du traitement. Cette approche permettra également de suivre l’évolution de la qualité de la MOD au cours du traitement pour ces deux STEU du SIAAP.

La STEU Seine Centre reçoit 240 000 m3.j-1 d’eaux usées. Elle comporte une étape de prétraitement (dégrillage, dessablage et déshuilage). Une unité de décantation lamellaire (Densadeg ®) avec ajout de coagulants (Chlorure ferrique) de floculant (polymère anionique). L’unité de traitement biologique comporte trois étages. Le premier est conçu pour l’élimination du carbone en condition d’aération (filtres de type Biofor® avec de la biolite comme médium). Le second étage réalise une nitrification totale en condition aérée (filtres de type Biostyr® avec un médium biostyrène). Le troisième étage consiste en une dénitrification en condition anoxique (filtres de type Biofor®). Cette configuration de biofiltres en trois étages (dénitrification aval) est la plus efficace pour traiter les nutriments comme l’a démontré Rocher et al., (2012). Une fois le traitement achevé, les effluents sont rejetés dans la rivière de la Seine. La Figure 62 présente la filière de traitement de la STEU Seine Centre ainsi que les points d’échantillonnage. La STEU Seine Grésillons reçois 300 000 m3.j-1 d’eaux usées. Une étape de dégrillage puis de dessablage/déshuilage est réalisée. Suite à cette étape de prétraitement, les effluents sont envoyés vers une étape de décantation physico-chimique (Delreb®) pour l’abattement des matières en suspension et du phosphore. Ce traitement est favorisé par l’injection de chlorure ferrique et de polymère. Le traitement physico-chimique est suivi d’un traitement secondaire par biofiltration. Cette étape est composée de 2 files de 3 étages de biofiltration, l’une de type Biolest® et l’autre de type Biostyr®. La répartition des débits est de l’ordre de 30 % sur la file Biolest® 70 % sur la file Biostyr®.

Sur le premier étage biologique, la pollution carbonée est traitée lors d’une étape de prédénitrification (8 biofiltres Biolest® et 12 biofiltres Biostyr®). Cette étape est réalisée grâce à une recirculation des nitrates produits lors de l’étape de nitrification. Le second étage se réalise en condition aérée et permet la nitrification de l’effluent (14 biofiltres Biolest® et 18 biofiltres Biostyr®). Le dernier étage traite l’effluent par dénitrification (6 biofiltres Biolest® et 6 biofiltres Biostyr®). L’injection de méthanol permet d’affiner la dénitrification débutée sur le premier étage biologique. Enfin, les eaux épurées peuvent subir un traitement tertiaire par décantation (4 décanteurs de type Delreb®) afin d’affiner le traitement des matières en suspension et du phosphore avant rejet en Seine. La Figure 63 présente la filière de traitement de la STEU Seine Grésillons. Les Figures 62 et 63 présentent les filières de traitement des eaux usées pour chaque station ainsi que la localisation des différents points de prélèvements. Les échantillons sont des moyens 24 heures réalisés une fois par semaine (mercredi/jeudi) pour les STEU Seine Centre et Seine Grésillons. Les prélèvements sont réalisés dans des bouteilles de 2L en polyéthylène, préalablement lavées au détergent. Des blancs ont été réalisés pour vérifier l’absence de contaminations. Ceux-ci sont transmis à la DIE de Seine Centre (SIAAP, Colombes) pour l’analyse des paramètres globaux. Un échantillonnage parallèle est aussi réalisé avec un autre flaconnage de 250 mL en polyéthylène à destination du Laboratoire Eau Environnement et Systèmes Urbains (LEESU) à l’Université Paris-Est-Créteil (UPEC) afin de procéder à leur caractérisation en spectroscopie UV-visible et de fluorescence 3D.