Abattements des polluants prioritaires et émergents par charbon actif

par Ronan Guillossou

Projet de thèse en Sciences et Techniques de l'Environnement

Sous la direction de Johnny Gasperi.


  • Résumé

    1. Contexte Le Laboratoire Eau Environnement et Systèmes Urbains (LEESU) en partenariat avec le Service Public de l'Assainissement Francilien (SIAAP) a initié dès la phase 3 d'OPUR (Observatoire des Polluants Urbains en Ile-de-France, http://leesu.univ-paris-est.fr/opur/) des travaux visant à améliorer les connaissances sur le comportement des polluants prioritaires et d'autres substances le long des filières de traitement des eaux résiduaires urbaines. Les travaux engagés en début de la phase 4 du programme OPUR (2012-2015) se sont intéressés à l'échelle d'un pilote industriel à l'élimination de nombreux micropolluants prioritaires et émergents par charbon actif. Si cette technologie est couramment employée pour la production d'eau potable, cette dernière n'a été transférée que depuis peu au domaine des eaux usées et les connaissances sur ces performances sont encore limitées. 2. Objectifs de la thèse Cette thèse s'inscrit dans la continuité des travaux engagés. Elle poursuit un double objectif. Le premier est fondamental, et s'attachera à mieux cerner les processus d'adsorption de micropolluants sur le charbon actif. Deux approches seront suivies. D'une part, une caractérisation fine des charbons employés sera menée et l'influence des caractéristiques morphologiques du charbon actif (nature, distribution de pores, degré d'activation) sur les performances d'élimination sera étudiée. La seconde approche consistera dans l'établissement d'isothermes de sorption sous différentes conditions (atteinte de l'équilibre ou non, présence ou non de matière organique, etc.). Le second objectif visera à étudier l'élimination de nombreux polluants sur le pilote selon différents modes d'injection et de gestion du charbon actif. Plusieurs charbons, de granulométries différentes seront étudiés. Le couplage pré-ozonation / adsorption sur charbon actif sera également abordé. De nouveaux outils de suivi pourront être mis en œuvre tels que les bio-essais ou le screening non ciblé. 3. Méthodologie Cette thèse s'appuie sur le pilote industriel de traitement des eaux usées par charbon actif mis en œuvre par le SIAAP et sera menée en étroite collaboration avec la Direction du Développement et de la Prospective afin de bénéficier de leur expertise. Le doctorat bénéficiera de l'ensemble des jeux de données générés au cours du suivi du pilote. Ce suivi comprend de la mesure en continu et des campagnes de mesures dédiées aux micropolluants. Il couvre une période de deux ans, période au cours de laquelle une trentaine de campagne micropolluants a été effectuée. Pour les prochaines analyses, et selon les choix retenus, le doctorat sera amené à réaliser les analyses en interne au LEESU ou fera appel à sous-traitant

  • Titre traduit

    Removal of priority and emerging pollutants by activated carbon


  • Résumé

    Context The Laboratory Water Environment and Urban Systems (LEESU) in partnership with the Francilien Sanitation Public Service (SIAAP) initiated since the third phase of OPUR (Ile-de-France's Urban Pollutants Observatory) different research works in order to improve the knowledges on priority pollutants and other substances behavior in the long run in urban residual water's treatment sector. The research works involved at the beginning of OPUR's fourth phase (2012-2015) concerned at industrial pilot scale the elimination of many priority and emerging micropollutants by activated carbon. If this technology is commonly used for potable water production, it has only been transferred recently to the wastewater field and the knowledges on those performances are still limited. Thesis' objectives This thesis is enrolled in the continuity of the research works engaged. It pursues a double objective. The first one is fundamental, with a better comprehension of micropollutants adsorption process on activated carbon. Two approaches will be followed. On one hand, a fine characterization of the carbons used will be carried out and the influence of the activated carbon's morphologic characteristics (nature, pore distribution, degree of activation) on the elimination performances will be studied. The second approach will establish sorption isotherms under different conditions (balance reaching or not, presence or not of organic matter, etc.). The second objective is to study the elimination of many pollutants on the pilot under different injection modes and management of the activated carbon. Different carbons with different granulometries will be studied. The pre-ozonation/ adsorption on activated carbon coupling will also be approached. New monitoring tools like bio-test or non-target screening could be used. Methodology This thesis is linked to the industrial wastewater treatment pilot by activated carbon used by the SIAAP and will be carried out in close relationship with the Direction of the Development and the Prospective in order to benefit from their expertise. The doctorate will benefit from the whole data generated during the pilot monitoring. This monitoring includes continuous measure and measure campaign dedicated to the micropollutants. It covers a two-year period, with thirty micropollutants campaigns realized. For the next analysis, and according to the choices held, the doctorate will be have to realize internal analysis at the LEESU or will call on a subcontractor's services.