Comparaison de filières de traitement d'eau usée pour la recharge d'aquifères

Wastewater treatment processes comparison for aquifer recharge

• Auteur / Autrice : Téo Ferreux
• Direction : Stéphan Brosillon, Linda Luquot
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : APAB-Sciences de l'Eau
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IEM - Institut Européen des Membranes

Mots clés

Mots clés libres

Ozonation

Nanofiltration

Expérience de filtration en colonne

Photocatalyse solaire

Analyse micropolluants

Ozonation

Nanofiltration

Column filtration experience

Solar photocatalysis

Micropollutants analysis

Résumé

Le présent projet s'intéresse à la potentialité de la recharge de nappe par des eaux usées traitées sur le site de Claira. Une filière associant filtration membranaire, oxydation et barrière réactive sera étudiée dans le cadre de cette thèse. Un intérêt particulier portera sur l'impact des polluants émergents : il conviendra de bien connaitre la capacité réactive et géo-épuratrice de la barrière pour bénéficier au maximum du traitement naturel de l'eau lors de sa percolation dans les sédiments. Une fois que la caractérisation du milieu réactif aura été établie, il sera ensuite possible d'ajuster au mieux la qualité des EUT afin de ne pas dépenser inutilement des ressources pour créer une eau trop propre, et inversement, injecter des eaux trop polluées qui pourraient souiller les eaux souterraines. Les contaminants organiques émergents préoccupants (CEC) seront sélectionnés parmi les produits pharmaceutiques et de soins personnels détectés dans les eaux usées et analysés par des méthodes analytiques avancées basées sur la chromatographie liquide à ultra haute performance couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution (UHPLC-HRMS). Leur élimination sera quantifiée au sein des procédés d'ozonation et de nanofiltration et de leur couplage à l'échelle pilote. Ces contaminants seront également suivis en tant que marqueurs de l'activité d'élimination à l'intérieur de la barrière et pour tester les performances de la composition de la barrière. Une description détaillée du devenir de ces CEC sur les colonnes servira à la validation du protocole expérimental. L'effluent (eau pure ou eau réelle de sortie de STEP) dopé sera donc directement envoyé sur la barrière réactive ou après un ou des traitements mentionnés plus haut. A l'issue de ces expérimentations en laboratoire, une filière de traitement sera sélectionnée et pourra être développée sur le site de Claira.

The present project aims to determine the potentiality of aquifer recharge by treated wastewater on Claira's site. A membrane-filtration, oxidation and reactive barrier combining process will be studied during this PhD work. A special interest will be brought on emerging contaminants impact : it will be necessary to investigate reactive and geo-epurative capacity of the reactive barrier to maximize the natural water treatment benefit of the water during its sediments percolation. Once reactive midle caracterization is done, it will be easier to adjust the wastewater quality and to avoid wasting resources over-epurating wastewater, and conversely inject over-polluted wastewater that could contaminate groundwater. Contaminants of Emerging Concern (CECs) will be selected within pharmaceutical residues and personal care products detected in wastewater, and analysed by advanced analytical methods based on ultra-high-performance liquid chromatography linked to a high-resolution mass spectrometer (UHPLC-HRMS). Their epuration will be quantified for ozonation and nanofiltration processes and their coupling at pilote scale. Theses CECs will also be studied as markers of epuration activity inside the reactive barrier and to test composition-based barrier performances. A detailed description of the CECs fate in the columns will be used to validate the experimental protocole. The effluent (pure water or output of wastewater treatment plant) will be injected on the reactive barrier, before or after one of the treatments mentioned higher. At the end of the laboratory experiments, we will select one combination of processes and develop it on Claira's site.