Procédés physico-chimiques de décontamination et impact des rejets aqueux de la filière traitement de surface : approches chimique et écotoxicologique

Physicochemical processes for decontamination and impact of surface treatment wastewaters : Chemical and ecotoxicological approaches

• Auteur / Autrice : Jérémie Charles
• Direction : Grégorio Crini, Pierre-Marie Badot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de l'environnement
• Date : Soutenance le 10/12/2012
• Etablissement(s) : Besançon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Homme, environnement, santé (Besançon ; 2000-2012)
• Jury : Président / Présidente : Sophie Fourmentin-Lamotte
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Grégorio Crini, Pierre-Marie Badot, Sophie Fourmentin-Lamotte, Marc Babut, Sorin Marius Avramescu, François Degiorgi, Michel Carvalho De, Céline Lagarrigue, André Pierre
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sophie Fourmentin-Lamotte, Marc Babut

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écotoxicologie

Métaux

Eaux usées -- Stations de traitement

Traitements de surface

Mots clés libres

Traitement des eaux

Traitement de surfaces

Rejets industriels

Métaux

Bio-adsorption

Bio-essais

Impact environnemental

Interactions toxiques

Surface treatment

Water treatment

Résumé

Les traitements de surfaces (TS) utilisent d’importants volumes d’eau et de nombreux produits chimiques dans leurs procédés industriels. Le principal problème environnemental de la filière TS est celui de la forte charge polluante de leurs eaux usées. En effet, celles-ci sont complexes et difficiles à traiter. Ce travail de thèse a permis d’étudier plusieurs stations de décontamination de la filière TS avec comme principal objectif de démontrer l’intérêt, à la fois chimique et écotoxicologique, de leur optimisation. Pour atteindre notre objectif, les procédés de décontamination industriels ont été étudiés et optimisés. L’intérêt des traitements proposés en matière d’efficacité environnemental a également été évalué en mettant en œuvre des bio-essais basés sur l’utilisation de trois bio-indicateurs. Les résultats ont mis en évidence que les rejets du TS sont caractérisés par une polycontamination, organique et surtout métallique, fortement variable dans le temps. En outre, ces rejets ont une toxicité élevée envers les trois bio-indicateurs étudiés. Des bio-essais in vivo ont confirmé le rôle prépondérant des métaux dans la toxicité des rejets. L’optimisation des stations de décontamination a été réalisée en laboratoire, puis transposée et validée sur site industriel. Cette optimisation a permis d’améliorer significativement les abattements chimiques et il a également été démontré que l’utilisation de traitements de finition permet de tendre vers le rejet zéro. Après mise en œuvre des traitements, la toxicité des rejets a été considérablement réduite, démontrant ainsi l’existence d’une relation entre « efficacité chimique » et « réduction des impacts environnementaux ».

The surface treatment (ST) industry is currently undergoing major upheavals, particularly concerning environmental aspects, due to increasingly stringent standards. ST uses large volumes of water and chemicals in its manufacturing processes and its wastewater is acknowledged as being among the most polluting. The main environmental problem facing ST plants is the high pollution load of the effluent they generate. In this thesis, we analyzed and optimized three physicochemical units for the treatment of ST industrial wastewaters. We present the abatements obtained in the levels of pollution after the various chemical optimizations validated in the laboratory and then transposed to the industrial site. To evaluate the utility of each optimization proposal, bioassays using three bioindicators (Daphnia magna, Gammarus pulex, Lactuca sativa) were also carried out on the effluents of the treatment plants. The results showed that discharge waters were characterized by a polycontamination, organic and metallic, highly variable in time. These effluents also presented a high toxicity towards the bioindicators studied. Bioassays confirmed the preponderant role of metal in the toxicity. The optimization of the station and chemical treatment proposed reduced the organic load and the concentrations of metals. Decreasing pollutant concentrations in the wastewaters led to a significant reduction of their toxicity on the three bioindicators. This demonstrates that there is a relationship between “chemical efficiency” and “reduction of environmental impact”.