FR3009789A1 - Methode de controle et de suivi de l'abattement des micropolluants organiques dans les eaux usees - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une méthode de contrôle de l'abattement des micropolluants organiques dans les eaux usées lors de traitement par adsorption sur charbon actif. La méthode comprend la mesure de l'absorbance à une longueur d'onde donnée A des eaux usées avant et après traitement par adsorption sur charbon actif et la détermination du pourcentage d'abattement des micropolluants organiques à partir du pourcentage de diminution de l'absorbance calculé.
Description
DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine du traitement des eaux usées, telles que les eaux usées urbaines ou industrielles. Plus particulièrement, la présente invention concerne le domaine du traitement des micropolluants organiques dans les eaux usées.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION De nos jours, le matériel et les méthodes analytiques sont suffisamment développés pour détecter dans l'eau des molécules provenant de l'activité humaine telles que les pesticides, herbicides, produits médicamenteux, etc. Ces molécules sont désignées de manière générique par les termes « produits émergents » ou « micropolluants ». Des procédés ont été développés pour éliminer ces micropolluants des eaux à potabiliser. Tout particulièrement, il a été proposé d'éliminer ces micropolluants par adsorption sur charbon actif, plus particulièrement par adsorption sur charbon actif en poudre (3 pm < granulométrie < 100 pm) ou en micrograins (100 pm < granulométrie < 800 pm). L'élimination des micropolluants par adsorption sur charbon actif peut être réalisée au sein de réacteurs tels que décrits dans les brevets FR2874913 et FR2946333. Les réacteurs décrits dans FR2874913 emploient du charbon actif en grain et sont préférentiellement destinés au traitement des eaux souterraines et de surface à faible pollution organique. Les réacteurs décrits dans FR2946333 emploient du charbon actif en poudre et sont préférentiellement destinés au traitement des eaux peu turbides. Depuis quelques années, le traitement des eaux usées fait l'objet d'un intérêt tout particulier. En effet, les eaux traitées déversées en milieu naturel doivent répondre à des exigences réglementaires de plus en plus strictes, en particulier il doit être contrôlé que les micropolluants ne sont pas présents au-delà de certains seuils. De manière générale, les eaux usées sont classées en deux catégories : les eaux domestiques urbaines et les eaux industrielles provenant, par exemple, des industries chimiques et pharmaceutiques. Dans un souci de satisfaire les exigences réglementaires, il a été proposé d'éliminer les micropolluants des eaux usées en employant les technologies mises au point pour le traitement des eaux à potabiliser. Ainsi, dans le cadre de traitements des eaux usées domestiques urbaines, il a été proposé de mettre en oeuvre le procédé de traitement par adsorption sur charbon actif en aval d'une installation de traitement biologique des eaux usées. Dans le cadre d'un traitement des eaux usées industrielles, il a été proposé de mettre en oeuvre le procédé de traitement par adsorption sur charbon actif en amont (c'est-à-dire en sortie d'un ou plusieurs ateliers de production) ou en aval d'une installation de traitement biologique des eaux usées. Dans les procédés de traitement par adsorption sur charbon actif, la quantité de charbon actif à injecter dans les réacteurs dépend de la concentration en micropolluants à traiter. Dans un souci de réduction du coût de traitement des eaux usées, il importe de contrôler au mieux la dose de charbon actif employé et/ou consommé. A ce jour, seules des analyses réalisées post-traitement permettent de déterminer les rendements obtenus après traitement et permettent d'optimiser la quantité de charbon actif à injecter. Le retour des bilans analytiques étant très long (plusieurs mois) et ces bilans étant onéreux, le suivi d'exploitation, par la dose de charbon actif injectée, ne peut pas être précisément optimisé. Un besoin existe donc pour la mise au point d'une méthode simple et rapide permettant de contrôler et/ou suivre l'abattement des micropolluants dans les eaux usées et permettant in fine d'optimiser les concentrations en charbon actif nécessaires à l'élimination des micropolluants présents dans les eaux usées. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION La présente invention porte sur une méthode de contrôle de l'abattement des micropolluants organiques dans les eaux usées lors de traitement par adsorption sur charbon actif. La méthode comprend les étapes suivantes : (a) mesurer l'absorbance à une longueur d'onde donnée À des eaux usées avant traitement par adsorption sur charbon actif (A ÀAvTx); (b) mesurer l'absorbance à ladite même longueur d'onde À des eaux usées après traitement par adsorption sur charbon actif (A mpTx); (c) calculer le pourcentage de diminution de l'absorbance (AAwox) à partir des absorbances mesurées avant et après traitement ; (d) déterminer le pourcentage d'abattement des micropolluants organiques (AM%X) à partir de la relation AM%=f(AAÀ%) préalablement déterminée pour lesdites eaux usées, la relation AM%=f(AAÀ%) exprimant le pourcentage d'abattement des micropolluants organiques (AM%) en fonction du pourcentage de diminution de l'absorbance (AAÀ%).
L'invention porte également sur une méthode d'optimisation du traitement des micropolluants dans les eaux usées. La méthode comprend les étapes suivantes: (a') contrôler l'abattement des micropolluants dans les eaux usées selon la méthode de contrôle de la présente invention ; (b') réguler la concentration en charbon actif injectée dans les eaux usées en fonction du pourcentage déterminé d'abattement des micropolluants. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un graphique représentant l'absorbance à 254 nm des eaux après traitement par charbon actif en fonction de la dose de charbon actif employée. La figure 2 est un graphique représentant la concentration effective en micropolluants des eaux après traitement par charbon actif en fonction de la dose de charbon actif employée. La figure 3 est un graphique représentant le pourcentage de diminution de l'absorbance des eaux après traitement par charbon actif en fonction de la dose de charbon actif employée. La figure 4 est un graphique représentant le pourcentage d'abattement des micropolluants dans les eaux après traitement par charbon actif en fonction de la dose de charbon actif employée. La figure 5 est un graphique représentant le pourcentage d'abattement des micropolluants dans les eaux après traitement par charbon actif en fonction du pourcentage de diminution de l'absorbance. La figure 6 est un graphique validant la relation entre le pourcentage d'abattement des micropolluants organiques déterminées selon la méthode de la présente invention et le pourcentage d'abattement des micropolluants organiques effectivement mesuré.
DEFINITIONS Le terme « micropolluant(s) » tels qu'utilisé dans la description de la présente invention désigne des micropolluants qui peuvent être choisis parmi les pesticides, herbicides, phtalates, substances pharmaceutiques et leurs combinaisons. En particulier, le terme « micropolluant(s) » peut désigner spécifiquement des substances pharmaceutiques, tout particulièrement des substances pharmaceutiques choisies parmi le diclofénac, l'ibuprofène, l'oxazepram, la carbamazepine, le sulfamethoxazole, l'atenolol, le propanolol, le kétoprofène, le furosemide et leurs combinaisons. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Méthode de contrôle et de suivi (en continu) de l'abattement des micropolluants Les inventeurs ont développé une méthode permettant de contrôler et/ou suivre (en continu) l'abattement des micropolluants organiques dans les eaux usées. La méthode est tout particulièrement adaptée au contrôle et/ou suivi de l'abattement des substances pharmaceutiques dans les eaux usées. Les micropolluants organiques ou substances pharmaceutiques sont traités par adsorption sur charbon actif, tout particulièrement au sein de réacteurs à lit fluidisé de charbon actif fonctionnant en flux ascendant. La méthode de contrôle de l'abattement des micropolluants organiques dans les eaux usées mise au point par les inventeurs comprend les étapes suivantes : (a) mesurer l'absorbance à une longueur d'onde donnée À des eaux usées avant traitement par adsorption sur charbon actif (A,,A,,rx); (b) mesurer l'absorbance à la même longueur d'onde À des eaux usées après traitement par adsorption sur charbon actif (AÀApTx); (c) calculer le pourcentage de diminution de l'absorbance (AAwox) à partir des absorbances mesurées avant et après traitement (AAekx = ((Aieoirx - Amprx) AÀAvi-x) *100); (d) déterminer le pourcentage d'abattement des micropolluants organiques (AM%X) à partir de la relation AM%=f(AAÀ%) préalablement déterminée pour lesdites eaux usées, la relation AM%=f(AAÀ%) exprimant le pourcentage d'abattement des micropolluants (AM%) en fonction du pourcentage de diminution de l'absorbance (AAÀ%). Les étapes (a), (b), (c) et (d) sont avantageusement répétées de manière à suivre l'abattement des micropolluants organiques dans les eaux usées.
La longueur d'onde À est de préférence choisie dans le domaine de l'ultraviolet (200-400 nm), de préférence de 200 à 300 nm. Tout particulièrement, l'absorbance peut être mesurée à 254 nm.
La relation AM%=f(AAÀ%) permettant de déterminer le pourcentage d'abattement des micropolluants en fonction du pourcentage de diminution de l'absorbance est avantageusement déterminée de la manière suivante : (i) prélever des échantillons d'eaux usées à traiter; (ii) sélectionner un ou plusieurs micropolluants organiques à quantifier dans lesdits échantillons ; (iii) mesurer la concentration effective du ou des micropolluants organiques sélectionnés à l'étape (ii) dans lesdits échantillons et mesurer l'absorbance desdits échantillons à une longueur d'onde donnée À, de préférence choisie dans le domaine 200400 nm, en particulier à 254 nm ; (iv) traiter lesdits échantillons par mise en contact avec des doses croissantes de charbon actif ; (y) mesurer, pour chaque dose de charbon actif testée, la concentration effective du ou des micropolluants organiques sélectionnés à l'étape (ii) dans lesdits échantillons après traitement selon l'étape (iv) ; (vi) mesurer, pour chaque dose de charbon actif testée, l'absorbance à une longueur d'onde donnée À, de préférence choisie dans le domaine 200-400 nm, en particulier à 254 nm, desdits échantillons après traitement selon l'étape (iv) ; (vii) déterminer, pour chaque dose de charbon actif testée, le pourcentage d'abattement des micropolluants (AM%dose) et le pourcentage de diminution de l'absorbance 25 (AAekdose); (viii) déterminer l'équation de la relation (AM%=f(AAÀ%)) exprimant le pourcentage d'abattement des micropolluants (AM%) en fonction du pourcentage de diminution de l'absorbance (AAÀ%). Il est entendu que la longueur d'onde choisie à laquelle il est fait référence ci-dessus est la 30 même que celle choisie pour mettre en oeuvre la méthode de contrôle de l'abattement des micropolluants organiques. Il est également entendu que les échantillons d'eaux usées auxquels il est fait référence à l'étape (i) sont des échantillons prélevés au sein des eaux usées dans lesquelles le contrôle et/ou suivi de l'abattement des micropolluants est/sera réalisé. En effet, à chaque effluent d'eaux usées correspond une relation spécifique AM%=f(AAÀ%). Cette relation est déterminée pour chaque type d'eau usée avant mise en oeuvre de la méthode de contrôle et/ou suivi de l'abattement des micropolluants organiques de la présente invention avec le charbon actif choisi et/ou testé. La mesure de l'absorbance des échantillons avant et après traitement par adsorption sur charbon actif selon les étapes (iii) et (vi) est typiquement réalisée au moyen d'un spectrophotomètre.
Le traitement des échantillons selon l'étape (iv) est réalisé par mise en contact des échantillons avec des doses croissantes de charbon actif. En général, au moins quatre doses de charbon actif sont testées. Le temps de contact peut varier de 15 à 60 minutes, de préférence il est de 30 minutes. Durant le temps de contact, les échantillons sont agités.
La mesure des concentrations effectives des micropolluants selon les étapes (iii) et (y) est réalisée selon des méthodes bien connues de l'homme du métier. Ainsi, les concentrations effectives du ou des micropolluants sélectionnés peuvent être déterminées par chromatographie en phase liquide ou en phase gazeuse.
Les pourcentages d'abattement des micropolluants (AM%dosel , AM%dose2, AM%dose3) et les pourcentages de diminution de l'absorbance (AAÀ%dosel, AAÀ%dose2, AAÀ%dose3) en fonction des doses de charbon actif (dose 1, dose 2, dose 3) sont déterminés par simple calcul. Les valeurs obtenues peuvent être représentées sur un graphique avec en abscisse les pourcentages de diminution de l'absorbance et en ordonnée les pourcentages d'abattement des micropolluants ((AAÀ%dosel ; AM%dosel), (AAÀ%dose2 AM%dose2), ((AAÀ%dose3 AM%dose3),etc). Le graphique permet à terme de déterminer l'équation de la relation exprimant le pourcentage d'abattement des micropolluants (AM%) en fonction du pourcentage de diminution de l'absorbance (AAÀ%).
La méthode de contrôle et/ou suivi de l'abattement des micropolluants organiques dans les eaux usées telle que mise au point par les inventeurs est particulièrement adaptée au contrôle et/ou suivi de l'abattement des micropolluants dans les eaux usées urbaines ou industrielles. Lorsque les eaux usées sont des eaux usées industrielles, par exemple provenant des industries chimiques ou pharmaceutiques, l'étape (ii) décrite ci-dessus comprend typiquement la sélection du micropolluant ou des micropolluants organiques que le traitement par adsorption sur charbon actif vise spécifiquement à éliminer. En effet, la nature du ou des micropolluant(s) susceptible(s) d'être contenu(s) dans les eaux usées industrielles est bien souvent connue, rendant ainsi aisé le contrôle et/ou suivi de ce, ou ces, micropolluant(s).
Par ailleurs, lorsque les eaux usées sont des eaux usées industrielles, le traitement par adsorption sur charbon actif auquel il est fait référence aux étapes (a) et (b) peut être réalisé en amont ou en aval d'une installation de traitement biologique des eaux usées. Ainsi, dans la méthode de contrôle et/ou suivi selon l'invention, les eaux usées peuvent être des eaux usées industrielles préalablement dépolluées, ou non, par traitement biologique.
Lorsque les eaux usées sont des eaux usées urbaines, les micropolluants susceptibles d'être contenus dans les eaux usées sont de nature diverse. Cependant, il a été montré que les eaux usées urbaines comprennent de manière récurrente des substances pharmaceutiques telles que le diclofénac, l'ibuprofène, l'oxazepram, la carbamazepine, le sulfamethoxazole, l'atenolol, le propanolol, kétoprofène et le furosemide. Ainsi, lorsque les eaux usées sont des eaux usées urbaines, l'étape (ii) décrite ci-dessus comprend la sélection des micropolluants organiques retrouvés de manière récurrente dans les eaux usées, à savoir le diclofénac, l'ibuprofène, l'oxazepram, la carbamazepine, le sulfamethoxazole, l'atenolol, le propanolol, le kétoprofène et le furosemide. Ainsi, les étapes (iii) et (y) comprennent la mesure de la concentration effective totale en diclofénac, ibuprofène, oxazepram, carbamazepine, sulfamethoxazole, atenolol, propanolol, kétoprofène et furosemide. Des micropolluants autres que ceux précédemment listés peuvent en outre être quantifiés. Typiquement, lorsque les eaux usées sont des eaux usées urbaines, le traitement par adsorption sur charbon actif auquel il est fait référence aux étapes (a) et (b) est réalisé en aval d'une installation de traitement biologique des eaux usées (par exemple un bassin de traitement à boues activées). Le traitement biologique permet avantageusement de réduire la charge en matière organique (COD). Le traitement biologique fait appel à une grande variété de microorganismes, dont des bactéries, qui transforment les matières biodégradables en produits simples tels que gaz carbonique, nitrate, azote et/ou biomasse. Ainsi, dans la méthode de contrôle et/ou suivi selon l'invention, les eaux usées peuvent être eaux usées urbaines préalablement dépolluées par traitement biologique.
Dans la méthode de contrôle et/ou suivi de l'abattement des micropolluants organiques telle que mise au point par les inventeurs, le traitement par adsorption sur charbon actif est typiquement réalisé au sein de réacteurs de traitement tels que décrits dans FR2874913 ou FR2946333. Les réacteurs sont des réacteurs de traitement à lit fluidisé de charbon actif fonctionnant en flux ascendant. Le charbon actif peut être choisi parmi le charbon actif en poudre (3 pm< granulométrie < 100 pm) ou le charbon actif en grain (100 pm< granulométrie < 800 pm). Les absorbances des eaux usées avant traitement (AÀAvi-x) et après traitement (Am.,0-,) (étapes (a) et (b)) peuvent être mesurées au moyen de sondes. Par exemple, les absorbances à 254 nm des eaux usées avant traitement (A254AvrX) et après traitement (A254ApTX) (étapes (a) et (b)) peuvent être mesurées au moyen de sondes, telles qu'une sonde Endress-Hauser, un capteur CSS70 et un Transmetteur CSM 750 ou une sonde à immersion FP360 sc de HACHLANGE. De telles sondes sont simples à mettre en oeuvre. Elles présentent également l'avantage de transmettre des valeurs de mesure en continu. Dans le cas où l'eau à traiter par le charbon actif est déjà passée dans une station d'épuration ayant de longs temps de séjour hydrauliques ( > 5 heures), ce type de suivi peut aussi être réalisé par des prélèvements manuels qui donnent des indications instantanées. La sonde mesurant l'absorbance des eaux usées avant traitement est de préférence placée au niveau de l'alimentation en eaux usées d'un ou des réacteurs de traitement à lit fluidisé de charbon actif fonctionnant en flux ascendant. La mesure est donc réalisée en amont d'un réacteur ou des réacteurs de traitement à lit fluidisé de charbon actif. La mesure de l'absorbance peut se faire directement dans le canal d'eaux usées alimentant le réacteur. La sonde est alors directement plongée dans les eaux usées. De manière alternative, la mesure peut se faire après une dérivation du canal. La sonde mesurant l'absorbance des eaux usées après traitement est de préférence placée en sortie d'un réacteur de traitement à lit fluidisé de charbon actif fonctionnant en flux ascendant. La mesure est donc réalisée en aval d'un réacteur de traitement à lit fluidisé de charbon actif. Pour des raisons économiques, si plusieurs réacteurs, alimentés en parallèle, sont utilisés, une seule sonde placée soit à la sortie d'un des réacteurs soit à la sortie générale peut être envisagée. Les sondes mesurant l'absorbance avant et/ou après traitement peuvent être reliées à une interface utilisateur permettant l'affichage des absorbances mesurées. La détermination du pourcentage d'abattement des micropolluants organiques (étape (d)) peut être réalisée au moyen d'un système automatisé d'intégration et de conversion de données. Le système automatisé d'intégration et de conversion de données peut être l'automate permettant de gérer dans son ensemble la station de traitement des eaux usées ou peut être un automate indépendant de cet automate. Généralement, le choix de l'automate dépend de la configuration de la station de traitement des eaux usées. Les sondes mesurant l'absorbance, par exemple à 254 nm, avant et après traitement, sont ainsi reliées au système automatisé d'intégration et de conversion de données. Les absorbances mesurées par les sondes sont transmises au système qui calcule, à partir de celles-ci, le pourcentage de diminution de l'absorbance (AAwox = ((Anewrx - AmpTx) Amvi-x) *100) et le pourcentage d'abattement des micropolluants. En effet, une boucle de calcul (AM%=f(AAÀ%)) permettant le calcul du pourcentage d'abattement des micropolluants (AM%) en fonction du pourcentage de diminution de l'absorbance (AAÀ%) est insérée dans l'automate.
Le système automatisé d'intégration et de conversion de données peut inclure ou être relié à une interface utilisateur permettant d'afficher les absorbances mesurées, le pourcentage de diminution de l'absorbance et/ou le pourcentage d'abattement des micropolluants. L'interface utilisateur peut ainsi permettre de suivre en continu les données et de consulter des historiques journaliers, mensuels et annuels, facilitant ainsi l'exploitation de la station d'épuration. Les étapes (a), (b), (c) et (d) de la méthode de la présente invention sont avantageusement répétées dans le temps, tel qu'à différents instants t d'une journée, par exemple toutes les heures, de manière à suivre l'abattement des micropolluants organiques dans les eaux usées. Dans le cas de sondes UV plongées en permanence dans les eaux, les étapes (a), (b), (c) et (d) peuvent également être réalisées en continu ou alors moyennées sur des périodes de quelques minutes à quelques heures.
La méthode proposée présente une série d'avantages: notamment simplicité et instantanéité des mesures, souplesse d'exploitation et facilité de maintenance, finesse des résultats de traitement sur charbon actifs.
La méthode selon la présente invention est tout particulièrement adaptée au contrôle et/ou suivi de l'abattement des molécules pharmaceutiques dans les eaux usées, tout particulièrement au contrôle et/ou suivi de l'abattement des molécules pharmaceutiques suivantes : diclofénac, ibuprofène, oxazepram, carbamazepine, sulfamethoxazole, atenolo, propanolol, kétoprofène et furosemide.
La méthode de contrôle et/ou suivi de l'abattement en micropolluants organiques dans les eaux usées telle que mise au point par les inventeurs repose sur la relation de causalité mise en évidence entre la concentration en micropolluants organiques dans les eaux usées, tout particulièrement la concentration en substances pharmaceutiques, et l'absorbance de ces mêmes eaux mesurée à une longueur d'onde donnée (AÀnni), par exemple 254 nm (A254nni). Tout particulièrement, elle repose sur une relation de causalité mise en évidence entre la concentration résiduelle en micropolluants dans les eaux usées urbaines préalablement dépolluées par traitement biologique et leur absorbance à la longueur d'onde donnée, par exemple 254 nm.
La méthode de contrôle et/ou suivi de l'abattement en micropolluants organiques dans les eaux usées telle que mise au point par les inventeurs permet avantageusement d'optimiser le traitement des micropolluants pour une gestion optimisée des stations d'épuration.
Méthode d'optimisation du traitement des micropolluants dans les eaux usées Ainsi, dans un autre aspect, la présente invention concerne une méthode d'optimisation du traitement des micropolluants dans les eaux usées comprenant les étapes suivantes: (a') contrôler le pourcentage d'abattement des micropolluants dans les eaux usées selon la méthode décrite ci-dessus ; (b') réguler la concentration en charbon actif injecté dans les eaux usées en fonction du pourcentage déterminé d'abattement des micropolluants.
La régulation de la concentration en charbon actif injecté dans les eaux usées en fonction du pourcentage déterminé d'abattement des micropolluants (étape (b')) peut être réalisée au moyen d'un ou plusieurs injecteurs servant à injecter le charbon actif dans les eaux usées, plus particulièrement dans le réacteur de traitement à lit fluidisé de charbon actif fonctionnant en flux ascendant. Ainsi, le système automatisé d'intégration et de conversion de données peut être relié à un ou plusieurs injecteurs et leur transmettre des données en temps réel. La régulation de la concentration en charbon actif selon l'étape (b') peut consister en une diminution de la concentration en charbon actif injecté lorsque le pourcentage déterminé d'abattement des micropolluants est supérieur à un pourcentage seuil déterminé. De manière alternative, la régulation de la concentration en charbon actif selon l'étape (b') peut consister en une augmentation de la concentration en charbon actif injecté lorsque le pourcentage déterminé d'abattement des micropolluants est inférieur à un pourcentage seuil prédéterminé. La régulation de la concentration en charbon actif injecté dans les eaux usées en fonction du pourcentage déterminé d'abattement des micropolluants permet ainsi de maintenir un pourcentage d'abattement constant des micropolluants. Ainsi la méthode d'optimisation du traitement des micropolluants dans les eaux usées selon la présente invention permet de maintenir un pourcentage d'abattement constant des micropolluants. La méthode permet également de diagnostiquer un dysfonctionnement de l'installation.
Les doses optimales de charbon actif à injecter en fonction du pourcentage désiré d'abattement des micropolluants peuvent être déterminées à partir de courbes étalon exprimant le pourcentage d'abattement des micropolluants en fonction de la dose de charbon actif employé.
EXEMPLES Détermination de la relation AM%,%1 Eaux usées : eaux usées urbaines en sortie d'un bassin de traitement à boues activées (traitement biologique) Charbon actif (CA ou CAP): PB 170 (DACARB) Micropolluants organiques dosés : Carbamazépine, Atenolol, Sulfamétoxazole, Diclofénac, Furosemide, ibuprofène, 2-hydroxyibuprofène, Oxazepam et Propanolol.
Absorbance mesurée à 254 nm au moyen d'un spectrophotomètre DR5000 de chez HACH. Traitement par des doses croissantes de charbon actif Les échantillons d'eau usée prélevés sont mis en contact avec les doses indiquées ci- dessous de charbon actif. Après un temps de contact de 30 minutes sous agitation, les échantillons sont filtrés et transférés dans des flacons à analyses prévus à cet effet. La concentration effective en micropolluants (concentration totale en Carbamazépine, Atenolol, Sulfamétoxazole, Diclofénac, Furosemide, ibuprofène, 2-hydroxyibuprofène, Oxazepam et Propanolol) et l'absorbance à 254 nm des échantillons après traitement sont 10 déterminées. Résultats . Concentration Dose de Absorption à Concentration Absorption a effective en charbon 254 nm effective en 254 nm avant traitement micropolluants cctif après micropolluants avant s traitement après traitement traitement (g/m) sur CA sur CA (pg/I) Echantillon 0.180 5,35 pg/l 0 0,180 5,35 1 Echantillon 11 0,154 2,917 2 Echantillon 23 0,121 1,139 3 Echantillon 42 0,106 0,522 4 Echantillon 62 0,076 0,239 5 Echantillon 100 0,047 0,091 6 Echantillon 200 0,036 ---- 7 15 A partir des mesures obtenues de l'absorbance à 254 nm et des concentrations effectives en micropolluants avant et après traitement par le charbon actif, des courbes sont tracées : - Absorbance à 254 nm en fonction des doses de charbon actif testées (figure 1) ; - Concentration effective en micropolluants en fonction des doses de charbon actif testées (figure 2) ; - Pourcentage de diminution de l'absorbance en fonction des doses de charbon actif testées (figure 3) ; - Pourcentage d'abattement des micropolluants en fonction des doses de charbon actif testées (figure 4) ; - Pourcentage d'abattement des micropolluants en fonction du pourcentage de diminution de l'absorbance (figure 5). Contrôle de l'abattement des micropolluants organiques dans des eaux usées Un réacteur de traitement à lit fluidisé de charbon actif est équipé de sondes pour mesurer l'absorbance à 254 nm des eaux avant et après traitement. La boucle de calcul (AM%=f(AAÀ%) déterminée précédemment est insérée dans l'automate de la station de manière à contrôler l'abattement des micropolluants selon la méthode de la présente invention. Des mesures effectives des concentrations en micropolluants organiques ont été réalisées en parallèle. Les résultats obtenus montrent que la méthode de la présente invention permet de contrôler efficacement l'abattement des micropolluants (figure 6).
Claims (13)
- REVENDICATIONS1. Méthode de contrôle de l'abattement des micropolluants organiques dans les eaux usées lors de traitement par adsorption sur charbon actif comprenant les étapes suivantes : (a) mesurer l'absorbance à une longueur d'onde donnée À des eaux usées avant traitement par adsorption sur charbon actif (A ÀAvTx); (b) mesurer l'absorbance à ladite même longueur d'onde À des eaux usées après traitement par adsorption sur charbon actif (A mpTx); (c) calculer le pourcentage de diminution de l'absorbance (AAÀ%x) à partir des absorbances mesurées avant et après traitement ; (d) déterminer le pourcentage d'abattement des micropolluants organiques (AM%X) à partir de la relation AM%=f(AAÀ%) préalablement déterminée pour lesdites eaux usées, la relation AM%=f(AAÀ%) exprimant le pourcentage d'abattement des micropolluants organiques (AM%) en fonction du pourcentage de diminution de l'absorbance (AAÀ%).
- 2. Méthode selon la revendication 1 dans laquelle la relation AM%=f(AAÀ%) est déterminée de la manière suivante (i) prélever des échantillons desdites eaux usées ; (ii) sélectionner un ou plusieurs micropolluants organiques à quantifier dans lesdits échantillons ; (iii) mesurer la concentration effective du ou des micropolluants organiques sélectionnés à l'étape (ii) dans lesdits échantillons et mesurer l'absorbance desdits échantillons à la dite longueur d'onde k; (iv) traiter lesdits échantillons par mise en contact avec des doses croissantes de charbon actif ; (y) mesurer, pour chaque dose de charbon actif testée, la concentration effective du ou des micropolluants organiques sélectionnés à l'étape (ii) dans lesdits échantillons après traitement selon l'étape (iv) ; (vi) mesurer, pour chaque dose de charbon actif testée, l'absorbance desdits échantillons après traitement selon l'étape (iv) à la dite longueur d'onde k; (vii) déterminer, pour chaque dose de charbon actif testée, le pourcentage d'abattement des micropolluants (AM%dose) et le pourcentage de diminution de l'absorbance (AAe/odose);(viii) déterminer l'équation de la relation (AM%=f(AAÀ%)) exprimant le pourcentage d'abattement des micropolluants (AM%) en fonction du pourcentage de diminution de l'absorbance (AAÀ%).
- 3. Méthode selon l'une des revendications précédentes dans laquelle les étapes (a), (b), (c) et (d) sont répétées de manière à suivre l'abattement des micropolluants organiques dans les eaux usées.
- 4. Méthode selon l'une des revendications précédentes dans laquelle lesdits micropolluants organiques sont des molécules pharmaceutiques, de préférence choisies parmi le diclofénac, l'ibuprofène, l'oxazepram, la carbamazepine, le sulfamethoxazole, l'atenolol, le propanolol, le kétoprofène, le furosemide et leurs combinaisons.
- 5. Méthode selon l'une des revendications précédentes dans laquelle les eaux usées sont des eaux usées urbaines préalablement dépolluées par traitement biologique et dans laquelle les micropolluants organiques sont le diclofénac, l'ibuprofène, l'oxazepam, la carbamazepine, le sulfamethoxazole, l'atenolol, le propanolol, le kétoprofène et le furosemide.
- 6. Méthode selon l'une des revendications précédentes dans laquelle le traitement par adsorption sur charbon actif desdites eaux usées est réalisé au moyen d'un réacteur de traitement à lit fluidisé de charbon actif fonctionnant en flux ascendant.
- 7. Méthode selon l'une des revendications précédentes dans laquelle les mesures de l'absorbance selon les étapes (a) et (b) sont réalisées au moyen de sondes reliées à un système automatisé d'intégration et de conversion de données.
- 8. Méthode selon l'une des revendications précédentes dans laquelle les mesures d'absorbance sont réalisées à 254 nm.
- 9. Méthode selon l'une des revendications précédentes dans laquelle la détermination du pourcentage d'abattement des micropolluants organiques selon l'étape (d) est réalisée au moyen d'un système automatisé d'intégration et de conversion de données.
- 10. Méthode d'optimisation du traitement des micropolluants dans les eaux usées comprenant les étapes suivantes: (a') contrôler l'abattement des micropolluants dans les eaux usées selon la méthode d'une des revendications 1 à 9 ; (b') réguler la concentration en charbon actif injectée dans les eaux usées en fonction du pourcentage déterminé d'abattement des micropolluants.
- 11. Méthode selon la revendication 10 dans laquelle la régulation de la concentration en charbon actif (b') consiste en une diminution de la concentration en charbon actif injecté lorsque le pourcentage déterminé d'abattement des micropolluant est supérieur à un pourcentage seuil déterminé.
- 12. Méthode selon la revendication 10 dans laquelle la régulation de la concentration en charbon actif (b') consiste en une augmentation de la concentration en charbon actif injecté lorsque le pourcentage déterminé d'abattement des micropolluant est inférieur à un pourcentage seuil déterminé.
- 13. Méthode selon l'une des revendications 10 à 12 dans laquelle la régulation de la concentration en charbon actif (b') est réalisée au moyen d'un ou plusieurs injecteurs servant à injecter le charbon actif dans les eaux usées.
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