Search

This case study proposes from short sampling campaign an approach to evaluate the contribution of an oncological hospital in the neighbours of Toulouse. The wastewater is nowadays rejected in the sewage to the River Garonne through the Wastewater Treatment Plant. Twelves samples, a panel of molecules, their mass flow and PEC/PNEC ratios, lead to propose an evaluation of the environmental risk.

1.Introduction : Based on an environmental questioning, the Oncological Academic Institute from Toulouse, (IUC-O), has requested for an evaluation of the impact of its wastewaters rejection to the river where they are flowed through the municipal wastewater treatment plant (WWTP). A cartography of the pharmaceuticals has been performed. the potential impacts of theses rejection at the level of the plant outlet in the river where it is flowed was evaluated and discussed

International audience; Les bioréacteurs à membranes se sont largement développés ces dernières années en assainissement des eaux résiduaires urbaines. Malgré les avantages du procédé, le colmatage des membranes engendre des contraintes économiques liées aux coûts énergétiques et au remplacement prématuré des membranes. Différentes stratégies de limitation du colmatage sont mises en place, dont l’aération séquencée des membranes à l’aide de grosses bulles. Cependant, les mécanismes d’action de cette aération et l’hydrodynamique des réacteurs restent relativement méconnus, en particulier à l’échelle industrielle et en présence de boues. Un pilote semi-industriel de filtration membranaire a été conçu et installé sur l’unité de traitement des jus de Seine Aval. Ce pilote a permis d’étudier l’impact de l’aération sur les performances de filtration en couplant une analyse statistique (systèmes d’inférence floue) et une caractérisation de l’hydrodynamique du réacteur (tomographie de résistivité électrique). Des chemins préférentiels de passage des bulles ont été observés à faible débit d’air et forte concentration en matières en suspension à l’aide de la tomographie de résistivité électrique. Ces observations fournissent des éléments d’explication aux résultats de l’arbre de décision flou focalisé sur l’analyse de l’impact du débit d’air sur la dérive journalière de perméabilité. La concentration en matières en suspension des boues et la différence de demande chimique en oxygène entre le surnageant des boues et le perméat s’avèrent être les facteurs les plus impactants pour les conditions opératoires testées. Ils traduisent l’efficacité de l’aération, que ce soit en matière de répartition du champ de bulles et/ou de relargage d’éléments colmatants. Ces résultats invitent à considérer la régulation de l’aération en fonction des propriétés des boues dans les procédés industriels.

National audience; La préservation de la qualité de l'eau est un enjeu majeur à la fois pour l'environnement et pour la santé humaine. Dans le contexte de la Directive Cadre sur l'Eau (DCE, 2000/60/CE), de nombreux travaux ont étudié les micropolluants organiques, et les connaissances concernant leur présence, voies d'introduction, sources et impacts sur les écosystèmes aquatiques ont considérablement augmenté. Les eaux usées étant des sources importantes de micropolluants en lien avec la consommation de produits manufacturés, l'application de la DCE a conduit au renforcement de la réglementation sur le traitement des eaux usées urbaines et à la généralisation des procédés biologiques tels que les boues activées à aération prolongée ou les biofiltres, permettant d'éliminer significativement les micropolluants organiques. Les processus d'oxydation impliqués consistent en une dégradation qui peut ne pas être complète, générant des produits de transformation (TP) relativement stables et toxiques susceptibles de se retrouver à la fois dans les boues et effluents liquides. Jusqu'à présent, les données sur les TP restent rares et se limitent à quelques composés. Ainsi, il apparaît essentiel que les futurs projets de recherche portent sur la question des TP afin d'élucider leur présence, formation et devenir tout au long du système de traitement des eaux usées jusqu'à leur entrée potentielle dans le milieu aquatique par le biais des rejets d'effluents des stations d'épuration (STEP). Objet ou objectifs TRANSPRO étudie la formation des TP, en développant des méthodes innovantes de screening utilisant des outils à la fois chimiques (Spectrométrie de Masse Haute Résolution) et biologiques (tests in vitro). Il étudie l'ensemble du système de traitement des eaux usées (des entrées de STEP) jusqu'aux écosystèmes aquatiques naturels, en se concentrant sur différents types de procédés de traitement par rapport à leur capacité à générer des TP ainsi que sur les procédés naturels (biodégradation, photo-oxydation) pouvant donner lieu à des transformations dans le milieu lui-même. Méthode TRANSPRO est un projet financé par l'agence nationale de la recherche (ANR) sur la période 2019-2022. Il est porté par un consortium de partenaires publics. C'est un projet collaboratif impliquant un partenariat solide basé sur une expertise pluridisciplinaire, associant chimistes analyticiens (EPOC), physico-chimistes (EPOC, LGC), chimistes de l'environnement (EPOC, Irstea), spécialistes en génie des procédés et modélisation (Irstea, LGC), (éco) toxicologues (EPOC), spécialistes des systèmes de traitement des eaux usées (LGC, Irstea), tous rassemblés pour aborder une question commune: quels processus génèrent des TP, que sont ces TP et quels sont ceux pertinents d'un point de vue environnemental ? Résultats TRANSPRO va permettre d'améliorer nos connaissances sur la nature, l'origine et la dynamique des TP. Il permettra également de classifier les procédés de traitement des eaux usées par rapport à leur tendance à générer des TP et d'aider à sélectionner le processus le plus efficace en termes de dégradation des contaminants parents mais minimisant la formation des TP. TRANSPRO fournira ainsi des connaissances qui contribueront à améliorer les traitements des eaux usées pour concevoir les systèmes d'assainissement de demain. Tout savoir sur le projet TRANSPRO : https://lnkd.in/dkZnUyS

National audience; Electrical resistance tomography is adapted and applied to characterize gas dispersion in a semi-industrial pilot for membrane filtration. The developed methodology, based on numerical investigation, allows to study the impact of insufflated air flow rate and mixed liquor concentration on gas dispersion into filtration modules.; La tomographie de résistivité électrique est adaptée et mise en oeuvre pour la caractérisation de la distribution de gaz dans un pilote semi-industriel de filtration membranaire. La méthodologie développée, en s'appuyant sur une étude numérique, a permis de mettre en évidence l'impact du débit d'air et de la concentration en matière en suspension sur cette distribution au sein des modules de filtration.

La filtration dynamique : Un nouveau concept pour la filtration des vins chargés en particules

International audience; Siloxanes are used in many industrial domains. In recent years, some countries have established aqueous discharge limits. In a perspective of sustainable development, industries are looking for new treatment processes. Nanofiltration seems to be promising option, given the expected separation capacity for molecules of the targeted size. This paper deals with a study of nanofiltration processes developed to treat waste water containing polysiloxanes. Filtrations were carried out with a synthetic effluent similar in composition to an industrial discharge, with a high salt concentration. Since some recent studies have pointed out that the presence of salt can change the performance of membrane separation processes, the present study paid particular attention to this factor. D4 (octamethyl-cyclotetrasiloxane) was chosen as the target compound in this study. The experimental results show indeed that the process efficiency changes according to the salinity and/or dilution. A decrease in total organic carbon (TOC) reduction and D4 retention is observed when diluting the effluent or increasing the salinity.; Les siloxanes sont utilisés dans tous les domaines de l’industrie. Depuis quelques années, certains pays ont mis en place des règlements encadrant les rejets aqueux siloxaniques. Dans une perspective de développement durable, les industriels sont à la recherche de technologies de traitement pour maîtriser leurs rejets. La nanofiltration paraît particulièrement adaptée pour les caractéristiques de séparation qu’elle autorise en regard de la taille des molécules visées. Cet article présente donc une étude de la nanofiltration pour le traitement des effluents siloxaniques. Les filtrations sont réalisées en mode frontal avec des effluents représentatifs des rejets industriels, caractérisés par une salinité élevée. L’octaméthylcyclotétrasiloxane (D4), molécule de base de la chimie des silicones, est choisie comme composé cible de l’étude. Des études récentes ont montré une sensibilité importante des performances de la nanofiltration à la présence de sels. Ainsi, cette étude porte une attention particulière à cette problématique. Les résultats montrent effectivement une variation des performances d’épuration en fonction de la salinité. Une diminution de l’abattement en carbone organique total (COT) et de la rétention en D4 est observée lorsque l’effluent est dilué. Les mêmes résultats ont été constatés lorsque la salinité de solutions diluées est augmentée.

International audience; Industrial activities generate a large variety of contaminated effluents which require an appropriate treatment before being released into the environment. Due to the unsteady-state nature of industrial processes, variations of effluents charge with time (flow and/or concentrations) are very often encountered. Generally, they negatively impact running forthcoming treatments, with risks of leading to non-respect of discharge norms. In order to avoid this, buffering of wastewater treatment is generally achieved by equalization basins. Although they assure the regulation of effluent fluctuations, their setting-up exhibits major disadvantages (occupation, odor, cost…). In this context, an alternative solution could be to set up a column of adsorbent, prior to treatment as a buffer/equalizer unit. This buffering strategy, first proposed by Ottengraf (1986), is based on the reversible feature of adsorption.

International audience; Membrane Bioreactors (MBR) are efficient processes for wastewater treatment since they are compact and deliver a constant quality of treated water even with variable influent composition [1]. More recently they are considered for treating persistent pollutants so-called “emerging contaminants” (pharmaceuticals, pesticides, etc.) that create additional problems due to the effects on the environment and/or their interferences within biological processes [2]. Several studies have demonstrated the capacity of Submerged Membrane Bioreactors (SMBRs) to remove a great variety of pharmaceutical compounds [3]. On the other hand, the efforts for modelling of wastewater treatment systems have always targeted either the biological processes (treatment quality target) as well as the various aspects of engineering (cost and operation). The determination of the biokinetic parameters of these models has been carried out by using systems that treat municipal wastewaters. Considering the simulation of SMBR [4], the purpose of these work is to provide these parameters to adapt an SMBR model fot the treatment of hospital wastewater . In a first part, the behavior and activity of the biomass of sludge from two “sources” were studied simultaneously: the first one from a MBR pilot treating hospital wastewater and the other one from a municipal MBR plant (3000 equivalent inhabitants). The biomass oxygen uptake rate measured while the degradation of an equal volume of hospital wastewater added to each system, showed that there was an adaptation of the first one to the pharmaceutical pollutants while the second one showed a reduction of the oxygen uptake rate, which may be a result either of the inhibition of the degradation process or of the death of part of the microorganisms. Respirometry was used to determine the heterotrophic yields,( ratio of the mass of heterotrophic biomass produced by the mass of easily biodegradable substrate consumed) since it is known to be impacted by the nature of the substrate as well as the population of microorganism carrying out the degradation [5]. The obtained results allowed two remarks: First, the influence of the nature of the sludge on the heterotrophic yield coefficient has been confirmed. In our case YH is close to 0.72 mgCOD/mgCOD for activated sludge used in the hospital wastewater treatment and 0.67 mgCOD/mgCOD for activated sludge used in the urban wastewater treatment. But this comparison is not rigorous and this is the topic of the second point: indeed respirograms of hospital sludge showed a queue that may be related to consumption of nutriment reserves from bacteria [5, 6]. By the way the heterotrophic yields are then over estimated, but the bacterial consortium resistance behavior face to pollution may be interpreted with this nutriments reserve and lowering of the growth yield. These new coefficients and a modified version of the ASM model considering the nutriment reserves were implemented in the SMBR model.

[Departement_IRSTEA]Ecotechnologies [TR1_IRSTEA]TED [Axe_IRSTEA]Co TED-SOWASTE et TED-EPURE; National audience; La réglementation française induite par la directive cadre européenne sur l’eau (DCE) impose actuellement un suivi des émissions d’une centaine de micropolluants pour les stations d’épuration (STEP) de plus de 10 000 équivalents habitants. Bien que non conçues pour cet objectif de traitement, les STEP éliminent une quantité non négligeable de micropolluants, notamment par sorption sur les matrices solides organiques (i.e. boues primaires ou secondaires), associée pour certains à une biotransformation. Si la réduction à la source limite les apports de substances chimiques dans les réseaux d’assainissement (p. ex. application de la directive REACH), cette seule action ne pourra apporter de solutions au cas des micropolluants issus du lessivage des sols (ex. HAP, pesticides) ou de substances à large consommation humaine (ex. détergents, produits pharmaceutiques et cosmétiques, plastifiants). L’optimisation des procédés de traitement existants et/ou la mise en place de traitements dédiés sont des solutions technologiques actuellement très étudiées pour limiter les concentrations en micropolluants dans les rejets de STEP. Pourtant, il est difficile de proposer des solutions économiquement pertinentes dans le domaine des STEP domestiques vis-à-vis des enjeux que soulève la DCE, considérant de surcroît les enjeux liés à la maîtrise des consommations énergétiques. Dans ce contexte, la modélisation dynamique apporte une aide précieuse, en s’appuyant sur une représentation numérique des différents processus [changement de phase liquide/solide (biosorption), liquide/gaz (volatilisation), réaction (oxydation, biotransformation)] et des phénomènes limitants associés. Très utilisée par les chercheurs et les ingénieurs dans le monde entier pour le traitement des paramètres classiques, la modélisation dynamique est un outil permettant d’explorer différentes stratégies de gestion des STEP (scénarii) et ainsi optimiser leur fonctionnement vis-à-vis des micropolluants. Les modèles de prédiction du devenir des micropolluants en STEP (ex. Simpletreat, Toxchem, Epiwin, …) utilisent les caractéristiques physico-chimiques des micropolluants pour prévoir la volatilisation, la sorption et la dégradation pour prédire, en régime stationnaire, la répartition de micropolluants entre les différents compartiments eau/air/boue. Mais ces outils n’ont pas atteint la maturité des modèles concernant l’azote par exemple, ce qui limite leur utilisation à des fins opérationnelles. Ainsi, plusieurs équipes de recherche françaises et internationales travaillent sur de nouveaux modèles, et leur intégration aux plateformes de simulations existantes. Les travaux portent sur une meilleure connaissance des comportements des micropolluants en STEP, et pour lesquels les capacités physicochimiques sont très variées (ex. biodégradabilité, solubilité, adsorption, …). Le groupe ASTEE modélisation a ainsi organisé début juillet une journée d’échanges pour recenser et discuter les différents concepts décrivant les processus d’élimination des micropolluants (schémas réactionnels) et les variables associées, et les moyens pour les décrire (p. ex. méthodologies d’échantillonnage, fréquence et durée de suivi, association à des mesures complémentaires en batch). La nécessité de faire appel à de nouveaux concepts (ex. cométabolisme pour établir le lien avec le traitement des polluants majeurs), et/ou la nécessité d’intégrer de nouvelles fractions décrivant le milieu réactionnel (ex. compartimentation, de la matière organique des boues, exopolymères) ont été discutées. La présentation orale de la conférence ASTEE, et l’article technique associé, sont réalisés par des experts du domaine de la modélisation, d’origines techniques et scientifiques variées (laboratoires de recherche, praticiens). Ils consistent en une synthèse des principaux acquis et des connaissances récentes concernant la modélisation du comportement des micropolluants en STEP. Les développements de modèle liés aux nouveaux concepts, et leur intégration dans la filière de traitement des eaux usées et des boues, sont illustrés avec quelques exemples choisis parmi plusieurs familles de micropolluants (métaux, hydrocarbures aromatiques, alkylphénols, pesticides, pharmaceutiques). La description temporelle de la composition des eaux usées, et la confrontation des résultats de simulation à des données de terrain, font également l’objet de discussions permettant de faire évoluer les modèles et la qualité des simulations. Les principales retombées pratiques de ce travail concernent l’optimisation (dimensionnement, exploitation) des traitements existants (filière eaux et boues) et l’aide au développement de traitements nouveaux (type tertiaire) en vue de disposer à terme d’un outil d’aide à la décision. La réflexion identifie plusieurs points de perspectives, en particulier l’impact de la qualité des données sur les résultats de simulation, la prise en compte des micropolluants en mélange, et la réflexion à l’échelle réseau d’assainissement - station d’épuration de manière à mettre en balance les solutions de traitement et de contrôle à la source.

International audience; Submerged membrane bioreactor for waste water treatment: determination of the shear stresses produced by coarse bubbles

El uso de los biorreactores con membranas (BRM) ha ganado un espacio importante en el tratamiento de aguas residuales urbanas e industriales en los últimos años, debido fundamentalmente a las ventajas que ofrecen sobre los procesos convencionales tales como: mayor calidad del agua, menor impacto ambiental y un mejor control de los procesos. En el presente trabajo se realiza un análisis de la evolución de la modelación de estos sistemas tan complejos, en el que se muestra el gran avance que se ha podido alcanzar en los últimos años en la modelación tanto del sistema biológico como del sistema de filtración. Se destaca, la importancia de la Dinámica Computacional de Fluidos en el estudio del funcionamiento de estos sistemas, específicamente, en el estudio del proceso de colmatación de la membrana. Se explica, además, la tendencia actual al empleo de modelos que integran los procesos de degradación biológic a con la hidrodinámica y los de filtración con membranas, con lo que se logra una descripción más fenomenológica del funcionamiento de los BRM. Por último, se resalta la importancia de los modelos integrados en la optimización de su funcionamiento mediante su implementación a través de herramientas computacionales, lo que permite realizar estudios con un considerable ahorro de recursos y de tiempo

National audience

National audience