# Évaluer les rendements des stations d'épuration : apports méthodologiques et résultats pour les micropolluants en filières conventionnelles et avancées

J.M. Choubert, S. Martin Ruel, H. Budzinski, Cecile Miege, M. Esperanza, Claire Soulier, C. Lagarrigue, Marina Coquery

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## To cite this version:

J.M. Choubert, S. Martin Ruel, H. Budzinski, Cecile Miege, M. Esperanza, et al., Évaluer les rendements des stations d'épuration : apports méthodologiques et résultats pour les micropolluants en filières conventionnelles et avancées. TSM. Techniques Sciences Méthodes – Génie urbain, génie rural, 2011, 1-2, pp.44-62. hal-02595000

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# Évaluer les rendements des stations d'épuration

## Apports méthodologiques et résultats pour les micropolluants en filières conventionnelles et avancées

■ J.-M. CHOUBERT<fnref n="1" />, S. MARTIN-RUEL<fnref n="2" />, H. BUDZINSKI<fnref n="3" />, C. MIÈGE<fnref n="1" />, M. ESPERANZA<fnref n="2" />, C. SOULIER<fnref n="3" />, C. LAGARRIGUE<fnref n="4" />, M. COQUERY<fnref n="1" />

**Mots-clés** : substances prioritaires et émergentes, traitements primaires, traitements biologiques, traitements tertiaires, boues activées, procédés à cultures fixées

**Keywords:** micropollutants, xenobiotics, primary treatment, secondary treatment, tertiary treatment, activated sludge, fixed-film biomass process

## Introduction

Depuis l'adoption de la directive cadre sur l'eau (DCE), en 2000 [CE, 2000], des programmes de surveillance s'attachent à la mesure de substances chimiques<fnref n="5" /> prioritaires et émergentes présentes en faible concentration dans les eaux traitées issues des stations d'épuration [COQUERY, 2009]. Il s'agit, le plus souvent, de quantifier les flux de ces substances émis vers les milieux aquatiques superficiels. Actuellement, pour disposer de valeurs de rendements d'élimination des micropolluants par les stations d'épuration, il faut se tourner vers la littérature scientifique, et l'utilisation de ces informations à des fins opérationnelles est difficile. En effet, les résultats publiés concernent essentiellement le procédé à boues activées [ROGERS, 1996; JOSS et al., 2005; JANEX-HABIBI et al., 2009; JOSS et al., 2008], et très rarement les autres filières biologiques de traitement (notamment celles à cultures fixées et, en particulier, celles installées en zone rurale). À l'exception du cas des boues activées, les rendements publiés sont généralement tirés d'études à l'échelle pilote (exemple : bioréacteurs à membranes, procédés d'oxydation avancée [GONZALEZ et al., 2007; BERNHARD et al.,

2006]). De plus, certaines informations utiles à l'interprétation des résultats ne sont pas communiquées, telles que les concentrations d'entrée des substances étudiées et/ou les conditions de fonctionnement des procédés (âge de boues et charges volumiques, par exemple). Par ailleurs, les méthodes d'échantillonnage et d'analyses émanent de protocoles différents. Lorsque l'on synthétise ces données bibliographiques, on observe une variabilité très élevée des rendements d'élimination autour de valeurs moyennes [MARTIN-RUEL et al., 2008; MIÈGE et al., 2009]. Il est alors impossible de comparer l'efficacité des filières de traitement sur des bases solides, ni de commenter le devenir des substances au cours des différentes étapes du traitement, ni de discerner ce que les procédés tertiaires conventionnels conçus pour les paramètres conventionnels sont capables d'apporter.

Le présent document présente :

- les principales avancées méthodologiques ayant permis d'évaluer de façon plus « robuste » les rendements d'élimination des micropolluants par les stations d'épuration ;

- les résultats de rendements d'élimination de micropolluants pour différentes filières d'épuration : primaire, secondaire (à cultures libres et fixées) et tertiaire, en mentionnant précisément les conditions de fonctionnement et les concentrations dans les eaux usées brutes.

L'approche a été menée à l'échelle de la filière « eau » seule, et aussi de la filière globale « eau+boue » afin

<footnote n="1">1 Cemagref - UR MALY - 3bis, quai Chauveau - CP 220 - 69336 Lyon cedex 09.
E-mail : jean-marc.choubert@cemagref.fr</footnote>

<footnote n="2">2 Cirsee, Suez Environnement - 38, rue du Président-Wilson - 78230 Le Pecq.</footnote>

<footnote n="3">3 Université Bordeaux 1 - ISM-LPTC, UMR CNRS 5255 - 351, cours de la Libération - 33405 Talence cedex.</footnote>

<footnote n="4">4 Agence de l'eau Rhône Méditerranée et Corse - 2-4, allée de Lodz - 69363 Lyon cedex 07.</footnote>

<footnote n="5">5 Aussi dénommées micropolluants.</footnote>
de distinguer les substances stockées dans les boues
de celles transformées au sein des filières.

Les éléments rassemblés dans cet article sont issus du
projet de recherche Amperes<fnref n="6" /> et la justification de
choix des substances analysées est détaillée par
COQUERY et coll. [2011]. Rappelons que les
éléments déterminants de ce choix ont été les don-
nées réglementaires, bibliographiques et les domaines
de compétence analytiques des partenaires du projet.
Dans ce document, la présentation des résultats
de rendements d'élimination a été limitée à 89
substances analysées : 45 substances réglementées<fnref n="7" />
[CE, 2008] – c'est-à-dire : substances prioritaires
dangereuses (SPD), substances prioritaires (SP) et
autres substances réglementées –, 20 autres métaux
et 24 autres substances organiques. Les résultats
obtenus pour les substances pharmaceutiques sont
présentés séparément [SOULIER et al., 2011].

# 1. Méthodologie

## 1.1. Filières eau et boue étudiées

21 stations d'épuration d'eaux usées domestiques (STEP) représentatives de filières de traitement (primaire, secondaire, tertiaire) ont été sélectionnées. Situées en zones rurales ou urbaines, en France ou en Espagne, les installations choisies ont été retenues sur des critères de faisabilité de l'échantillonnage et de « bon » fonctionnement pour le traitement des paramètres majeurs (respect des objectifs de rejets en vigueur). Quinze installations ont fait l'objet d'un suivi simultané de la filière eau et de la filière boue. Pour deux STEP, seule la filière boue a été échantillonnée, et quatre installations ont fait l'objet d'un suivi exclusif du traitement tertiaire. Les caractéristiques des stations d'épuration étudiées sont rassemblées dans le tableau 1.

La méthodologie d'échantillonnage appliquée
[CHOUBERT et al., 2009] est basée sur le prélève-
ment d'échantillons moyens journaliers proportion-
nels au débit, conservés au froid [COQUERY et al.,
2011], combinés à l'utilisation de matériel en verre

et en Téflon, et sur un acheminement des échan-
tillons vers les laboratoires dans un délai inférieur à
24 heures Les prélèvements ont été effectués par
temps sec, pendant 2 à 3 jours consécutifs en
semaine. Pour 12 des 15 STEP dont les filières eau et
boue ont été étudiées simultanément, les eaux usées
brutes étaient normalement concentrées – demande
chimique en oxygène (DCO) moyenne journalière
d'environ 700 mg/L. Pour 3 autres (CA1, CA3, SE9),
les eaux usées brutes étaient diluées par des eaux
claires parasites.

Outre la réalisation d'un échantillonnage spécifique
pour les micropolluants, des prélèvements et mesures
ont été réalisés pour déterminer précisément les
charges admises des paramètres conventionnels
– DCO, demande biologique en O₂ mesurée à 5 jours
(DBO₅), matières en suspension (MES), azote, phos-
phore –, les temps de séjour liquides et solides et les
quantités de réactifs employées. Une mesure systé-
matique des débits traités a été réalisée. Les para-
mètres majeurs classiques ont été analysés selon les
normes en vigueur. Les micropolluants ont été
analysés sur les phases dissoutes et particulaires des
eaux et dans les boues, selon des techniques inno-
vantes et robustes aux très faibles concentrations
[COQUERY et al., 2011; SOULIER et al., 2011].

## 1.2. Stratégie d'échantillonnage et définitions

Pour établir des bilans massiques sur les micropol-
luants comme l'illustre la figure 1, l'échantillonnage
a été effectué sur la filière eau en entrée (notée EB) et
sortie (notée ET) et sur la filière boue en entrée
(notée BL), en sortie (notée BS) et dans le retour en

<figure><img src="image_3.png" /></figure>

EB : eau usée brute ; ET : eau traitée ; BL : boue liquide ; BS : boue sèche ; RET : retour en tête.

<caption>Figure 1. Positionnement des points d'échantillonnage pour le calcul des rendements R₂ (filière eau) et R₄ (filière globale)</caption>

<footnote n="6">6 Acronyme de : « Analyse de micropolluants prioritaires et émergents dans les rejets et les eaux superficielles ». Projet de recherche soutenu par l'Agence nationale de la recherche (ANR Precodd).</footnote>

<footnote n="7">7 La substance prioritaire « HAP » est composée de cinq substances différentes qui sont comptées individuellement ici.</footnote>
<table><thead><tr><th></th><th></th><th>Code et caractéristiques station<br>Capacité nominale<br>EH (% charge nominale), débit sortie (m³/j)<br>Type de réseau et de zone collectée</th><th>Filières eau primaires et<br>secondaires<br>(Filière boue)</th><th>Filières<br>eau tertiaires</th><th>C<sub>m</sub><br>(SRT)<br>T (°C)</th><th>Traitement<br>(NO<sub>3</sub> rejet, mgN/L)</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="15">Filières eau et boue étudiées simultanément (15 STEP)</td><td>1</td><td>CA1 (2pp) 5-8 fév. 07<br>2 900 EH (60 %), 637 m³/j<br>R. mixte, Z. rurale</td><td>B.A. aération prolongée [CL]<br>(Séchage LSPR)</td><td>–</td><td>0,07<br>(26j)<br>9 °C</td><td>C + N<br>(NO<sub>3</sub> &lt; 5)</td></tr><tr><td>2</td><td>SE1 (2pp), 26 fév-1er mars 07<br>36 000 (80 %), 4 200 m³/j<br>R. mixte, Z. rurale</td><td>B.A. aération prolongée [CL]<br>(DM avec polymère)</td><td>–</td><td>0,04<br>(21j)<br>15 °C</td><td>C + N + P<br>(NO<sub>3</sub> &lt; 5)</td></tr><tr><td>3</td><td>CA2 (2pp), 19-22 mars 07<br>13 000 EH (50 %), 910 m³/j<br>R. unitaire, Z. urbaine</td><td>B.A. aération prolongée [CL]<br>(Séchage LSPR)</td><td>–</td><td>0,10<br>(16j)<br>13 °C</td><td>C + N<br>(NO<sub>3</sub> &lt; 5)</td></tr><tr><td>4</td><td>SE2 (3pp), 23-26 avr. 07<br>250 000 EH (60 %), 28 000 m³/j<br>R. mixte, Z. urbaine</td><td>Décantation primaire<br>+ B.A. aération prolongée [CL]<br>(Digesteur anaérobie, DM, chaulage)</td><td>–</td><td>0,08<br>(13j)<br>20 °C</td><td>C + N + P<br>(NO<sub>3</sub> &lt; 5)</td></tr><tr><td>5</td><td>CA3 (3pp), 21-24 mai 07<br>950 000 EH (100 %), 306 900 m³/j<br>R. unitaire, Z. urbaine</td><td>Décantation primaire + B.A. moyenne<br>charge [CL]<br>+ Biofiltre nitrifiant [CF]<br>(DM avec polymère)</td><td>–</td><td>0,35 (4j)<br>20 °C<br>–<br>20 °C</td><td>C<br>C + N<br>(NO<sub>3</sub> &gt; 20)</td></tr><tr><td>6</td><td>SE3 (3pp), 11-14 juin 07<br>50 000 EH (80 %), 6 100 m³/j<br>R. séparatif, Z. urbaine</td><td>B.A. aération prolongée [CL]<br>(DM, séchage thermique)</td><td>Décanteur rapide<br>(FeCl<sub>3</sub> + lit de boue)</td><td>0,05<br>(22j)<br>23 °C</td><td>C + N + P<br>(NO<sub>3</sub> &lt; 5)</td></tr><tr><td>7</td><td>SE4 (2pp), 10-12 sep.t 07<br>110 000 EH (50 %), 14 500 m³/j<br>R. mixte, Z. urbaine</td><td>B.A. aération prolongée [CL]<br>(DM avec polymère)</td><td>–</td><td>0,06<br>(17j)<br>20 °C</td><td>C + N<br>(NO<sub>3</sub> &lt; 5)</td></tr><tr><td>8</td><td>SE5 (2pp), 8-11 oct 07<br>24 000 EH (40 %), 1 500 m³/j<br>R. unitaire, Z. urbaine</td><td>Bioréacteur à membranes (Zenon,<br>10 000 m²) [CL]<br>(DM polymère, chaulage)</td><td>–</td><td>0,06<br>(17j)<br>24 °C</td><td>C + N<br>(NO<sub>3</sub> &gt; 20)</td></tr><tr><td>9</td><td>SE6 (3pp), 15-17 oct. 07<br>26 000 EH (80 %), 3 750 m³/j<br>R. mixte, Z. urbaine</td><td>Décantation primaire physico-chimique<br>+ Biofiltre C, puis nitrifiant) [CF]<br>(DM avec polymère)</td><td>–</td><td>–<br>21 °C</td><td>C + N<br>(NO<sub>3</sub> &gt; 20)</td></tr><tr><td>10</td><td>CA4 (4pp), 3-5 déc. 07<br>1 000 EH (100 %), 133 m³/j<br>R. mixte, Z. rurale</td><td>Disques biologiques [CF]<br>+ Filtre planté [CF]<br>(Boue retenue sur filtre vertical)</td><td>Lagunage naturel de<br>finition</td><td>–<br>10 °C</td><td>C + N<br>(NO<sub>3</sub> &gt; 20)</td></tr><tr><td>11</td><td>CA5 (3pp), 4-6 fév. 08<br>80 000 EH (60 %), 8 500 m³/j<br>R. unitaire, Z. urbaine</td><td>Décantation primaire physico-chimique<br>+ Biofiltre carbone [CF]<br>(DM avec polymère)</td><td>–</td><td>–<br>11 °C</td><td>C</td></tr><tr><td>12</td><td>CA6 (4pp), 10-12 mars 08<br>100 EH (90 %), 17 m³/j<br>R. mixte, Z. rurale</td><td>Filtre planté vertical [CF]<br>(Boue retenue sur filtre vertical)<br>+ Horizontal conventionnel [CF]</td><td>–</td><td>–<br>10 °C</td><td>C + N<br>(NO<sub>3</sub> &gt; 20)<br>C + N<br>(NO<sub>3</sub> &lt; 5)</td></tr><tr><td>13</td><td>SE9 (3pp), 7-9 avril 08<br>1 000 EH (60 %), 135 m³/j<br>R. séparatif, Z. rurale</td><td>Lit bactérien + Filtre planté de roseaux<br>[CF]<br>(Boue retenue sur filtre vertical)</td><td>–</td><td>–<br>20 °C</td><td>C + N<br>(NO<sub>3</sub> &gt; 20)</td></tr><tr><td>14</td><td>CA7 (4pp), 29 sept.-1er oct. 08<br>300 EH (80 %), 36 m³/j<br>R. mixte, Z. rurale</td><td>Décanteur/digesteur, Lagune<br>+ Filtre horizontal planté de roseaux<br>[CF]</td><td>–</td><td>–<br>20 °C</td><td>C<br>C + N<br>(NO<sub>3</sub> &gt; 20)</td></tr><tr><td>15</td><td>CA8 (2pp), 23-25 fév. 09<br>17 000 EH (50 %), 1 200 m³/j<br>R. mixte, Z. rurale</td><td>Culture fixée sur support mobile [CF]<br>(DM avec polymère)</td><td>–</td><td>–<br>10 °C</td><td>C + N<br>(NO<sub>3</sub> &gt; 20)</td></tr><tr><td rowspan="4">BOUE seule</td><td>16</td><td>SE7 (3pp), 10-12 mars 08<br>120 000 EH (65 %), Z. urbaine</td><td>– Filière boue seulement –<br>(Compostage)</td><td>–</td><td>–</td><td>–</td></tr><tr><td>17</td><td>SE8 (3pp), 7-9 avril 08<br>300 000 EH R. unitaire (Z. urbaine)</td><td>– Filière boue seulement –<br>(Digesteur anaérobie, séchage<br>thermique)</td><td>–</td><td>–</td><td>–</td></tr><tr><td>18</td><td>CA-PA1 (3pp), 26 mars 08<br>50 000 EH (60 %), 10 800 m³/j<br>R. unitaire, Z. urbaine</td><td>– Filière tertiaire seulement –<br>B.A. aération prolongée</td><td>Filtre à sable rapide (11 °C)<br>+ Air ozoné (10 g O<sub>3</sub>/m³)</td><td>–</td><td>–</td></tr><tr><td>19</td><td>CA-PA2 (3pp), 1er juill. 08<br>470 000 EH (100 %), 79 800 m³/j<br>R. unitaire, Z. urbaine</td><td>– Filière tertiaire seulement –<br>B.A. aération prolongée</td><td>Décanteur rapide (FeCl<sub>3</sub> + Microsable)<br>(20 °C)<br>+ Filtre charbon actif grains Filtrasorb<br>400 (pilote 1,4 m)</td><td>–</td><td>–</td></tr><tr><td rowspan="2">Filières tertiaires avancées (4 STEP)</td><td>20</td><td>SE-PA1 (5pp), 19-22 mai 08<br>191 000 EH (30 %), 4 000 m³/j<br>R. unitaire, Z. urbaine</td><td>– Filière tertiaire seulement –<br>B.A. aération prolongée</td><td>STEP : Décanteur rapide (Al<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>)<br>+ Filtre à sable (20 °C)<br>Pilote : Filtre silex + Ultrafiltration<br>+ Osmose inverse (polyamide-urée)</td><td>–</td><td>–</td></tr><tr><td>21</td><td>SE-PA2 (4pp), 26-28 mai 08<br>70 000 EH (80 %), 31 900 m³/j<br>R. unitaire, Z. urbaine</td><td>– Filière tertiaire seulement –<br>B.A. aération prolongée</td><td>Filtre à sable (20 °C)<br>+ Microfiltration (polypropylène)<br>+ Osmose inverse (polyamide)</td><td>–</td><td>–</td></tr></tbody></table>

### Codes couleur pour les traitements des paramètres majeurs

<table><tr><td>C + N + P<br>(NO<sub>3</sub> &lt; 5)</td><td>Traitement du carbone, de l'azote<br>(nitrification et dénitrification)</td></tr><tr><td>C</td><td>Traitement du carbone seulement</td></tr><tr><td>C + N<br>(NO<sub>3</sub> &gt; 20)</td><td>Traitement du carbone et de l'azote<br>(sans dénitrification)</td></tr></table>

pp : nombre de points de prélèvements ;
CA : code station Cemagref, SE : code station Suez Environnement ; PA : procédé avancé ; EH : équivalent-habitant ;
R. : type de réseau de collecte (mixte, séparatif, unitaire) ; Z. : type de zone collectée (rurale ou urbain) ; C : traitement de la DCO seulement ; C+N : traitement de la DCO et de l'azote ; CL : procédé à cultures libres ; CF : procédé à cultures fixées ; C<sub>m</sub> = charge massique appliquée (kg DBO<sub>c</sub>/kg MVS et par jour) ; SRT : temps de séjour des boues (en jours) ;
T : température du bassin biologique (en °C) ; B.A. : boues activées ; DM : déshydratation mécanique ; LSPR : lits de séchage planté de roseaux.

<caption>**Tableau I. Description et principales conditions de fonctionnement des 21 stations d'épuration (STEP) étudiées dans le projet Amperes**</caption>
tête (noté RET, eau issue de la filière boue renvoyée dans la filière eau).

Sur la totalité de la durée de chaque campagne de mesure (c'est-à-dire 2 à 3 jours consécutifs), pour chaque substance et chaque filière, deux descripteurs d'efficacité de traitement ont été calculés :

R₂ : rendement de la filière eau qui traduit la réduction de la concentration en micropolluants entre l'entrée et la sortie d'une station, ou d'une étape du traitement. Ce descripteur prend en compte le piégeage des micropolluants des matières en suspension (MES) de l'eau brute, les processus d'adsorption/ transfert vers les boues, de biodégradation et de volatilisation. R₂ est calculé avec les flux de substances admis (F<sup>Eau tot,in</sup>) et rejetés (F<sup>Eau tot,out</sup>) selon l'équation 1 :

$$R_2 = \frac{F_{tot,in}^{Eau} - F_{tot,out}^{Eau}}{F_{tot,in}^{Eau}} \text{ [\%]} \quad \text{[Équation 1]}$$

R₄ : rendement d'élimination global des substances qui prend en compte le flux de micropolluants transférés vers la filière boue, et le flux de micropolluants réintroduits dans la filière « eau » par le retour en tête. Ce descripteur permet, pour une substance, d'évaluer l'importance des processus de transformation (dégradation, conversion) ou d'évaluer si celle-ci est simplement stockée dans les boues. R₄ est calculé avec les flux précédents ainsi que les flux de substances envoyés vers la filière boue (F<sup>Boue Extraction</sup>) et reçus par le retour en tête (F<sup>Boue RET</sup>) selon l'équation 2.

$$R_4 = \frac{F_{tot,in}^{Eau} - F_{tot,out}^{Eau} + F_{RET}^{Boue} - F_{extraction}^{Boue}}{F_{tot,in}^{Eau}} \text{ [\%]} \quad \text{[Équation 2]}$$

### Rendement filière eau (R₂) contre rendement global (R₄)

Prenons le cas d'un flux de substance admis de 100 g/j, et d'un flux rejeté de 50 g/j par l'eau traitée. Le rendement R₂ est de 50 %. Si le flux envoyé vers la filière boue est de 50 g/j et celui revenant par le retour en tête est de 10 g/j, le rendement R₄ sera de 10 %, traduisant une très faible transformation de la substance, et donc une accumulation dans les boues liquides ! Si, pour les mêmes flux d'entrée et de sortie, le flux envoyé vers la filière boue n'est que de 10 g/j et celui revenant par les retours en tête de 2 g/j, le rendement R₄ monte à 40 %, traduisant une transformation de la substance plus importante que dans le cas précédent (pour un même rendement de la file eau de 50 %).

À partir des moyennes et écarts types de R₂ et R₄ (calculés à partir de plusieurs installations du même type lorsque c'était possible), des codes couleur ont été utilisés pour représenter visuellement les valeurs de rendements par filière d'épuration : (<30%), (30% à 70 %) et (>70%).

## 1.3. Règles de calcul pour la consolidation des rendements

Les conditions dans lesquelles les rendements sont « calculables » de façon robuste ont été définies pour éliminer les valeurs aberrantes qui pourraient être issues du simple calcul arithmétique ne prenant pas en compte les incertitudes analytiques. Ces règles de consolidation innovantes, appliquées au cours du projet Amperes, sont énoncées ci-après et illustrées de façon schématique sur la figure 2.

Pour chacune des substances étudiées, nous avons d'abord défini un seuil de concentration, différent pour chaque type de matrice (eau usée brute / eau traitée secondaire / eau traitée tertiaire), égal à 10 fois sa limite de quantification (LQ). Ce seuil sépare deux niveaux de précision : le niveau « haut » pour lequel l'incertitude est estimée à 30 % au maximum, et le niveau « bas » (concentrations comprises entre LQ et le seuil de 10·LQ) où l'incertitude est estimée entre 50 et 100 % selon les substances.

Les règles de consolidation appliquées pour les calculs de rendement R₂ sont les suivantes :

* Calcul de R₂ possible :

Pour les cas ci-dessous, les écarts de concentrations entre l'entrée et la sortie de STEP sont interprétables au regard de l'incertitude analytique :

- cas 1 : la concentration d'entrée est supérieure au seuil de concentration (c'est-à-dire 10·LQ, niveau haut) et la concentration de sortie est comprise entre LQ et 10·LQ (niveau bas) ;

- cas 2 : la concentration d'entrée est supérieure à 10·LQ [niveau haut ; cas 2(a)] ou bien comprise entre LQ et 10·LQ [niveau bas ; cas 2(b)], et la concentration de sortie est < LQ. Dans ce cas, la concentration de sortie est remplacée par une valeur égale à LQ/2 ;

* R₂ non calculable :

- cas 3 : les concentrations en entrée et en sortie de STEP sont toutes deux comprises entre LQ et 10·LQ, c'est-à-dire dans le niveau bas. Dans cette zone, l'in-
<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Figure 2. Représentation schématique des règles de calcul/consolidation des calculs des rendements R₂</figcaption></figure>

certitude analytique est comprise entre 50 et 100 % et les écarts de concentrations entre l'entrée et la sortie sont difficiles à interpréter. Dans cette situation, nous avons considéré que le rendement n'était pas calculable (calcul proscrit) ;

- cas 4 : la concentration en entrée est inférieure à LQ. Le rendement R₂ n'a pas été calculé.

## 1.4. Sensibilité des résultats aux règles de consolidation précédentes

Ce paragraphe illustre les influences des choix méthodologiques énoncés précédemment sur les calculs de R₂ :

- les données < LQ dans les eaux traitées auraient pu être remplacées par LQ, au lieu de LQ/2 ;

- l'incertitude analytique rend plusieurs calculs de R₂ difficiles à classer.

### Cas 3 (calcul R₂ proscrit !)

Prenons le cas d'une substance dont la LQ est de 0,2 µg/L. Une incertitude analytique de 50-100 % s'applique donc aux mesures inférieures à 2 µg/L (10·LQ)].

Les mesures de concentrations de 0,9 µg/L en entrée et 0,45 µg/L en sortie de STEP conduiraient à un rendement R₂ de 50 % en première approche. En réduisant de 100 % la valeur de sortie de STEP (100 % d'incertitude), le calcul conduirait à un rendement R₂ de 75 %. Le calcul n'est donc absolument pas robuste : nous nous sommes donc abstenus de calculer le rendement R₂ dans cette situation.

* L'application des règles de consolidation conduit à retenir les calculs de rendements R₂ plus « robustes » que celles issues du simple calcul arithmétique.

* Pour le calcul des R₄, seules les valeurs quantifiables (> LQ) dans les boues ont été retenues.

### 1.4.1. Influence du remplacement des concentrations < LQ en sortie de procédé par LQ/2

La figure 3 présente les rendements R₂ que l'on obtiendrait en remplaçant les données < LQ en sortie de STEP par la valeur de la LQ (critère sécuritaire), au lieu d'utiliser la valeur LQ/2 appliquée dans cette étude.

#### Remplacement des concentrations non quantifiées par LQ ou par LQ/2 ?

Prenons l'exemple d'une substance non quantifiée en sortie de STEP (avec LQ de 0,2 µg/L) et dont la concentration en entrée de STEP est égale à 3,9 µg/L. Le rendement R₂ est de 97 % en choisisnant LQ/2 pour remplacer la valeur de concentration de sortie. Ce rendement serait de 95 % en prenant LQ pour le calcul.

Dans le cas d'une concentration de 0,39 µg/L en entrée de STEP, le rendement R₂ reste calculable malgré l'incertitude analytique plus élevée (seuil bas). Le rendement R₂ est de 75 % en choisisant LQ/2 pour remplacer la valeur de concentration de sortie. Il serait de 50 % en prenant LQ pour le calcul.

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

C[ET] : concentration dans l'eau traitée.

<caption>Figure 3. Valeurs de R₂ en utilisant LQ (ordonnée) ou LQ/2 (abscisse) dans le cas n° 2 (remplacement des données < LQ en sortie) pour toutes les substances étudiées (exemple de la STEP SE1)</caption>
Ces exemples montrent que le choix de remplacer des données < LQ en sortie de STEP par LQ ou LQ/2 peut influencer les résultats de R₂, dans le cas où les concentrations mesurées en entrée sont proches de la LQ. Cependant, la figure 3 obtenue sur la STEP SE1 confirme que le nombre de substances concernées reste réduit. Pour au plus cinq substances, le rendement R₂ en prenant LQ/2 excède de 10 à 20 unités de rendement la valeur que l'on obtiendrait en utilisant LQ.

### 1.4.2. Prise en compte de l'incertitude analytique versus écart de concentration entrée/sortie

La figure 4 présente les valeurs de R₂ obtenues en utilisant les concentrations de sortie de STEP mesurées par les laboratoires auxquelles a été retranchée et additionnée une incertitude analytique de 30 % (équations 3 et 4 présentées ci-dessous).

Avec $R_2^{\text{max}}$ et $R_2^{\text{min}}$ [%] définis comme :

$$R_2^{\text{max}} = \frac{([EB] + 30\%) - ([ET] - 30\%)}{[EB] + 30\%} \quad [\text{Équation 3}]$$

$$R_2^{\text{min'}} = \frac{([EB] - 30\%) - ([ET] + 30\%)}{[EB] + 30\%} \quad [\text{Équation 4}]$$

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>EB : eau usée brute ; ET : eau traitée.

Figure 4. Impact d'une incertitude analytique de ± 30 % sur les valeurs de R₂, à partir de la représentation de R₂min et R₂max (valeurs pour les exemples A et B de l'encadré)</figcaption></figure>

#### Incertitude analytique contre différence de concentrations entrée-sortie de procédé

Prenons l'exemple (A) d'une substance éliminée avec un rendement R₂ de 88 % (dont les concentrations en entrée et sortie de STEP sont égales à 3,9 et 0,45 µg/L). En prenant en compte l'incertitude analytique de ± 30 %, des valeurs inférieure (R₂min) et supérieure (R₂max) de 79 % et 94 % sont obtenues, ce qui conduit à une faible différence avec la valeur précédemment calculée. A contrario pour l'exemple (B), avec une concentration de sortie de 1,6 µg/L, cela conduirait à un rendement R2 de 60 %. R₂min et R₂max prendraient des valeurs de 24 et 78 % respectivement.

Les exemples de R₂ représentés figure 4 montrent que, dans la gamme 30-70 %, l'erreur sur le calcul de rendement R₂ est élevée. Les résultats doivent être considérés avec précaution, en particulier lors de la comparaison des filières de traitement entre elles.

## 2. Principaux résultats

Ce document présente en premier lieu les résultats de traitement de la filière « boues activées en aération prolongée » qui est la plus répandue en France, pour 89 substances analysées. Les nombres de rendements obtenus pour d'autres filières sont ensuite présentés et comparés aux résultats des « boues activées », en intégrant la variabilité relative observée. Enfin, les nombres de rendements des étapes de traitement tertiaires sont présentés. Pour ces filières, les résultats de rendements sont placés en annexe afin de faciliter la compréhension du présent article.

### 2.1. Traitement secondaire par boues activées en aération prolongée

#### 2.1.1. Rendements d'élimination « filière eau » (R₂)

Pour les six stations à boues activées en aération prolongée étudiées, les concentrations moyennes en entrée et en sortie ont pu être quantifiées pour 72 des 89 substances initialement analysées. Les calculs de rendements n'ont été possibles que pour 55 substances, soit 60 % des 89 substances analysées sur les eaux brutes. Les rendements sont calculés pour :
- 23 des 45 substances réglementées quantifiées dans les eaux usées brutes (8 SPD sur 17 ; 13 SP sur 20 ; 2 des 8 autres substances réglementées) ;

- 19 sur les 20 autres métaux ;

- et 13 sur les 24 autres substances organiques.

Les résultats sont présentés dans le tableau II.

* Rendements moyens calculés et variabilité associée
Parmi les 55 rendements R₂ calculés :

- la moitié (28 substances) est supérieure à 70 % en moyenne, soit environ 30 % des 89 substances analysées dans les eaux usées brutes. Il s'agit de 15 substances réglementées (7 SPD, 6 SP, 2 autres substances réglementées), 7 autres métaux, et 6 autres substances organiques ;

- un quart (14 substances) est compris entre 30 et 70 % : il s'agit de 4 substances réglementées (1 SPD,
<table><thead><tr><th rowspan="2">Substance</th><th rowspan="2">Famille</th><th colspan="10">R<sub>2</sub> (%)</th><th colspan="2">R<sub>4</sub> (%)</th><th colspan="2">Eau usée (µg/L)</th><th colspan="2">Eau traitée (µg/L)</th><th colspan="2">Boue traitée (mg/kg MS)</th></tr><tr><th>M</th><th>n</th><th>1</th><th>30</th><th>70</th><th>100</th><th>M</th><th>M</th><th>S</th><th>M</th><th>S</th><th>M</th><th>S</th></tr></thead><tbody><tr><td colspan="17" style="font-weight:bold; background-color:#e0f2f7;">Substances prioritaires dangereuses</td></tr><tr><td>Cadmium (Cd)</td><td>Métaux</td><td>65</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Benzo(b)fluoranthène</td><td>HAP</td><td>80</td><td>3</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>4-NP (nonylphénols)</td><td>Alkylphénols</td><td>84</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Benzo(k)fluoranthène</td><td>HAP</td><td>87</td><td>2</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Indeno(1,2,3-cd)pyrène</td><td>HAP</td><td>87</td><td>2</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mercure (Hg)</td><td>Métaux</td><td>91</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>C10-13 chloroalcanes</td><td>Organique chloré</td><td>98</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pentabromodiphénylether</td><td>PBDE</td><td>98</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pentachlorobenzène</td><td>Organique chloré</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Anthracène</td><td>HAP</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Benzo(a)pyrène</td><td>HAP</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Benzo(g,h,i)pérylène</td><td>HAP</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Endosulfan</td><td>Pesticide organochloré</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tributylétain</td><td>Pesticide organoétain</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hexachlorobutadiène</td><td>Organique chloré</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hexachlorobenzène</td><td>Organique chloré</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hexachlorocyclohexane</td><td>Pesticide organochloré</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="17" style="font-weight:bold; background-color:#e0f2f7;">Substances prioritaires</td></tr><tr><td>Atrazine</td><td>Pesticide triazine</td><td>2</td><td>4</td><td>M</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Diuron</td><td>Pesticide urée</td><td>18</td><td>6</td><td>M</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trichlorobenzène</td><td>Organique chloré</td><td>38</td><td>2</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chlorpyrifos</td><td>Pesticide organo-P</td><td>50</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nickel (Ni)</td><td>Métaux</td><td>57</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plomb (Pb)</td><td>Métaux</td><td>73</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fluoranthène</td><td>HAP</td><td>80</td><td>4</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trichlorométhane</td><td>COV</td><td>83</td><td>5</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dichlorométhane</td><td>COV</td><td>88</td><td>3</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>4-t-OP (octylphénols)</td><td>Alkylphénols</td><td>88</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dehp</td><td>Phtalates</td><td>92</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Simazine</td><td>Pesticide triazine</td><td>&lt;0</td><td>4</td><td>M&gt;</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoproturon</td><td>Pesticide urée</td><td>&lt;0</td><td>3</td><td>M&gt;</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Benzène</td><td>HAP</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Naphtalène</td><td>HAP</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Alachlore</td><td>Pesticide organochloré</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chlorfenvinphos</td><td>Pesticide organophosphoré</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trifluraline</td><td>Pesticide triazine</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1,2-dichloroéthane</td><td>COV</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pentachlorophénol</td><td>Chlorophénols</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="17" style="font-weight:bold; background-color:#e0f2f7;">Autres (CE, 2008)</td></tr><tr><td>Trichloroéthylène</td><td>COV</td><td>86</td><td>3</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tétrachloroéthylène</td><td>COV</td><td>93</td><td>4</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tétrachlorure de carbone</td><td>COV</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aldrine</td><td>Pesticide organochloré</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>DDT</td><td>Pesticide organochloré</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dieldrine</td><td>Pesticide organochloré</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Endrine</td><td>Pesticide organochloré</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isodrine</td><td>Pesticide organochloré</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="17" style="font-weight:bold; background-color:#e0f2f7;">Autres métaux</td></tr><tr><td>Antimoine (Sb)</td><td>Métaux</td><td>0</td><td>4</td><td>M</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bore (B)</td><td>Métaux</td><td>1</td><td>6</td><td>M</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rubidium (Rb)</td><td>Métaux</td><td>8</td><td>6</td><td>M</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cobalt (Co)</td><td>Métaux</td><td>16</td><td>6</td><td>M</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Arsenic (As)</td><td>Métaux</td><td>28</td><td>6</td><td>M</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Molybdène (Mo)</td><td>Métaux</td><td>37</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zinc (Zn)</td><td>Métaux</td><td>57</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Baryum (Ba)</td><td>Métaux</td><td>65</td><td>5</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sélénium (Se)</td><td>Métaux</td><td>68</td><td>3</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Uranium (U)</td><td>Métaux</td><td>68</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Titane (Ti)</td><td>Métaux</td><td>74</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fer (Fe)</td><td>Métaux</td><td>82</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cuivre (Cu)</td><td>Métaux</td><td>83</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chrome (Cr)</td><td>Métaux</td><td>85</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Étain (Sn)</td><td>Métaux</td><td>86</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aluminium (Al)</td><td>Métaux</td><td>90</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Argent (Ag)</td><td>Métaux</td><td>92</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vanadium (V)</td><td>Métaux</td><td>&lt;0</td><td>4</td><td>M&gt;</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lithium (Li)</td><td>Métaux</td><td>&lt;0</td><td>6</td><td>M&gt;</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Thallium (Tl)</td><td>Métaux</td><td>—</td><td>—</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>
<table><thead><tr><th rowspan="2"></th><th rowspan="2">Substance</th><th rowspan="2">Famille</th><th colspan="8">R<sub>2</sub> (%)</th><th colspan="2">R<sub>4</sub> (%)</th><th colspan="2">Eau usée (µg/L)</th><th colspan="2">Eau traitée (µg/L)</th><th colspan="2">Boue traitée (mg/kg MS)</th></tr><tr><th>M</th><th>n</th><th>1</th><th>30</th><th>70</th><th>100</th><th>M</th><th>M</th><th>S</th><th>M</th><th>S</th><th>M</th><th>S</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="10">Autres substances organiques</td><td>Monochlorophénols</td><td>Chlorophénols</td><td>31</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>0,06</td><td>-</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>Dichlorophénols</td><td>Chlorophénols</td><td>52</td><td>5</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td><strong>0,22</strong></td><td>0,12</td><td><strong>0,19</strong></td><td>0,14</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>Bisphénol A</td><td>Polymère phénolé</td><td>60</td><td>2</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td><strong>0,16</strong></td><td>0,20</td><td>0,06</td><td>0,03</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>Décabromodiphényléther</td><td>PBDE</td><td>68</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td><strong>0,30</strong></td><td>0,17</td><td><strong>0,13</strong></td><td>-</td><td><strong>1,1</strong></td><td>1,0</td><td>-</td></tr><tr><td>Benzothiazole</td><td>Autres</td><td>69</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td><strong>0,30</strong></td><td>0,19</td><td><strong>0,11</strong></td><td>0,05</td><td><strong>0,18</strong></td><td>0,15</td><td>-</td></tr><tr><td>Tributylphosphate</td><td>Autres</td><td>72</td><td>3</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td><strong>0,21</strong></td><td>0,30</td><td>0,09</td><td>0,07</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>4-NP1EO</td><td>Alkylphénols</td><td>88</td><td>6</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td><strong>9,0</strong></td><td>17,0</td><td><strong>0,47</strong></td><td>0,54</td><td><strong>8,9</strong></td><td>5,3</td><td>-</td></tr><tr><td>4-tert-butylphénol</td><td>Alkylphénols</td><td>93</td><td>5</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td><strong>0,78</strong></td><td>0,47</td><td>0,07</td><td>0,02</td><td><strong>0,18</strong></td><td>0,18</td><td>-</td></tr><tr><td>Tétrabromodiphényléther</td><td>PBDE</td><td>99</td><td>1</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td><strong>0,45</strong></td><td>0,48</td><td>n.q.</td><td>-</td><td><strong>0,25</strong></td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>Tribromodiphényléther</td><td>PBDE</td><td>100</td><td>2</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td><strong>0,92</strong></td><td>1,4</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>0,03</td><td>0,01</td><td>-</td></tr><tr><td>Glyphosate</td><td>Pesticide</td><td>&lt; 0</td><td>3</td><td>M</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>-</td><td><strong>0,73</strong></td><td>1,0</td><td><strong>0,66</strong></td><td>0,68</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>AMPA</td><td>Pesticide</td><td>&lt; 0</td><td>6</td><td>M</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>-</td><td><strong>1,4</strong></td><td>1,1</td><td><strong>2,5</strong></td><td>2,3</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>Octabromodiphényléther</td><td>PBDE</td><td>-</td><td>-</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>-</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>Hexabromodiphényléther</td><td>PBDE</td><td>-</td><td>-</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>-</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>Trichlorophénols</td><td>Chlorophénols</td><td>-</td><td>-</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>-</td><td>0,06</td><td>0,03</td><td>0,02</td><td>-</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>Tétrachlorophénols</td><td>Chlorophénols</td><td>-</td><td>-</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>-</td><td>0,02</td><td>-</td><td>0,01</td><td>-</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>2-bromophénol</td><td>Bromophénols</td><td>-</td><td>-</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>-</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>2,4-dibromophénol</td><td>Bromophénols</td><td>-</td><td>-</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>-</td><td>0,01</td><td>-</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>2,4,6-tribromophénol</td><td>Bromophénols</td><td>-</td><td>-</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>-</td><td>0,04</td><td>0,01</td><td>0,01</td><td>0,004</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>Monobutylétain</td><td>Pesticide organoétain</td><td>-</td><td>-</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>-</td><td>0,03</td><td>0,03</td><td>0,02</td><td>0,01</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>Dibutylétain</td><td>Pesticide organoétain</td><td>-</td><td>-</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>-</td><td>0,004</td><td>0,00010</td><td>0,005</td><td>0,002</td><td>n.q.</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>4-NP2EO</td><td>Alkylphénols</td><td>-</td><td>-</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>-</td><td><strong>2,9</strong></td><td>2,4</td><td><strong>0,95</strong></td><td>2,6</td><td><strong>6,5</strong></td><td>4,5</td><td>-</td></tr><tr><td>4-NP1EC</td><td>Alkylphénols</td><td>-</td><td>-</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>-</td><td><strong>2,3</strong></td><td>3,2</td><td><strong>2,2</strong></td><td>1,8</td><td><strong>18</strong></td><td>28,6</td><td>-</td></tr></tbody></table>

<table><tr><td>M :</td><td>moyenne</td><td></td><td>rendement inférieur à 30 %</td><td>- :</td><td>valeur non calculable</td></tr><tr><td>S :</td><td>écart type</td><td></td><td>rendement compris entre 30 et 70 %</td><td>n.q. :</td><td>non quantifié</td></tr><tr><td>n :</td><td>nombre de valeurs</td><td></td><td>rendement supérieur à 70 %</td><td colspan="2">Caractères en gras lorsque la concentration est supérieure à 0,1 µg/L (eau) ou 0,1 mg/kg matière sèche (boue)</td></tr><tr><td>&lt; 0 :</td><td>rendement négatif (conc. entrée &lt; sortie)</td><td>&lt;-&gt;</td><td>étendue des valeurs rencontrées</td><td colspan="2"></td></tr></table>

4-NP1EO et 4-NP2EO : nonylphénols polyéthoxylates ; 4-NP1EC : acides alkylphénol-polyéthoxy-phénoxyacétiques ; AMPA : acide aminométhyl phosphonique ; COV : composés aromatiques volatils ; DEHP : di(2-éthylhexyl)phthalate ; HAP : hydrocarbures aromatiques polycycliques ; PBDE : polybromodiphényléthers ; MS : matières sèches

<caption>Tableau II. Rendements R₂ et R₃ (moyenne, écart type, nombre) pour les six stations d'épuration (STEP) à boues activées en aération prolongée (CA1, CA2, SE1, SE2, SE3, SE4) ; concentrations moyennes journalières (89 substances analysées)</caption>

3 SP), 5 autres métaux et 5 autres substances organiques ;

– un quart (13 substances, dont 10 avec une concentration supérieure à 0,1 µg/L dans les eaux brutes) n’est pas affecté par les STEP à boues activées en aération prolongée (R₂ < 30 %). Aucune SPD n’est concernée, mais 4 SP le sont (pesticides polaires comme les diuron, simazine, isoproturon, atrazine, ainsi que glyphosate et AMPA), avec 7 métaux (Li, V, Sb, B, Rb, Co, As) et 2 des autres substances organiques.

Ces valeurs confortent et complètent les données bibliographiques [MARTIN-RUEL et al., 2008].

Pour la majorité des substances, la dispersion des données de R₂ autour de la valeur moyenne est d’au plus 10 %, ce qui reflète une faible variabilité pour les valeurs de R₂ sur les six STEP boues activées en aération prolongée (tableau II). Néanmoins, une variabilité de plus de 20 % est observée pour 10 substances,

dont les rendements R₂ sont essentiellement dans la gamme intermédiaire (30 à 70 %) : il s’agit d’une SPD (Cd), 3 SP (diuron, trichlorobenzène, Pb) et 6 autres métaux (As, Mo, Zn, Ba, Se, Ti). La dispersion est telle, pour ces substances, que l’attribution d’une classe unique à partir du rendement moyen est discutable comme cela a précédemment été suggéré au § 1.4.

Les mesures réalisées n’ont pas permis de mettre en évidence que l’efficacité de traitement des micropolluants dépendait de la température.

### Substances avec rendements R₂ non calculables

Parmi les 89 substances analysées, les rendements R₂ non calculables concernent 34 substances, dont la moitié n’a jamais été quantifiée dans les eaux usées brutes. L’autre moitié concerne des substances dont les concentrations en entrée de STEP sont inférieures au seuil de 10·LQ (cas n° 3 des règles présentées
§ 1.3), et même souvent inférieures à 0,1 µg/L. Il s'agit de :

- 9 substances réglementées quantifiées dans les eaux usées brutes (5 SPD, 2 SP, 2 autres substances) ;
- et 8 autres substances organiques.

### 2.1.2. Rendements d'élimination « filière globale » (R₄)

Les bilans massiques en micropolluants exposés au § 1.2 ont permis d'apporter quelques éléments quant au devenir des substances en STEP pour une trentaine de substances quantifiées dans les boues. Les rendements R₄, présentés dans le tableau II sous forme de code couleur afin d'inclure les incertitudes d'échantillonnage et d'analyse, ont ainsi été comparés aux rendements R₂.

Pour une quinzaine de substances, les rendements R₄ sont 25 % à 60 % inférieurs aux rendements R₂, ce qui indique un transfert important de ces substances de l'eau vers le compartiment boue, sans transformation ultérieure. Cela concerne certains HAP [benzo(b)- et benzo(k)fluoranthène], décabromodiphénylether, trichlorobenzène, chlorpyrifos, alkylphénols (4-NP, 4-t-OP, 4-NP1EO), benzothiazole et tributylphosphate. De nombreux métaux sont également transférés dans les boues (Hg, Ni, Fe, Cu, Cr, Zn, Cd, Pb), ce qui a permis de vérifier la pertinence des bilans massiques réalisés. D'autres substances pour lesquelles le rendement R₄ est plus proche du rendement R₂ ont un comportement intermédiaire : elles sont transférées et partiellement transformées dans les boues (exemple : triclosan, PBDE, DEHP, indéno (1,2,3-cd)pyrène).

Par ailleurs, les mesures réalisées montrent que :
- pour la majorité des substances, le flux de chaque micropolluant renvoyé en tête de station via les retours en tête (RET) représente moins de 3 % du flux journalier apporté par les eaux usées brutes. Pour celles-ci, il est donc possible d'assimiler le

rendement R₂ au rendement des réacteurs biologiques. Néanmoins, pour les pesticides polaires (tels que glyphosate, AMPA, atrazine, simazine, diuron, isoproturon) et quelques métaux peu adsorbables (Li, B, Rb), la contribution s'élève à environ 15 %, ce qui n'est plus négligeable dans le bilan massique ;

- pour certaines substances, les concentrations dissoutes dans les retours en tête sont supérieures à celles mesurées dans les eaux traitées, ce qui s'explique par un transfert depuis la phase solide vers la phase liquide au passage dans la filière boue : c'est le cas pour la plupart des métaux (quelle que soit la filière boue). C'est également le cas pour des molécules organiques (comme le trichlorobenzène, benzothiazole, 4-NP et 4-t-OP, 4-tert-butylphénol) lorsque les filières boue imposent des conditions d'absence d'oxygène, courtes lors du stockage avant déshydratation mécanique, ou plus longues (digestion anaérobie) au cours desquelles il y a un relargage des substances.

### 2.2. Filières primaires et autres filières secondaires

Les figures 5 et 6 présentent pour différentes filières de traitement, primaires ou secondaires, le nombre de rendements R₂ obtenus dans les trois classes définitives précédemment (< 30 %, 30-70 % et > 70 %), cela pour les zones urbaines et rurales. Pour les valeurs individuelles de chacune des substances, le lecteur se reportera à l'annexe I.

Sont documentées neuf filières dédiées aux zones urbaines (figure 5) et six filières dédiées aux zones

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>C seul : traitement de la DCO seulement ; C+N : traitement de la DCO et de l'azote ; DP : décantation primaire ; BA : boues activées ; MBBR : procédé à culture fixée sur support mobile.</figcaption></figure>

<caption>Figure 5. Nombre de rendements R₂ calculés pour les trois catégories de rendements (< 30 %, 30-70 %, > 70 %) pour les procédés secondaires des zones urbaines</caption>
sont supérieures à 70 %, tandis que, pour le biofiltre à deux étages, 25 des 39 valeurs de R₂ déterminées (65 %) sont supérieures à 70 %. Cette comparaison doit être considérée avec prudence en raison d'un taux de MES défavorable pour l'installation MBBR étudiée (27 mg/L en moyenne) dont le fonctionnement est perfectible.

Les résultats obtenus montrent d'une manière globale :

– mis à part le cas des substances hydrophobes, les rendements R₂ augmentent avec le niveau de traitement des paramètres conventionnels : traitement primaire < traitement secondaire éliminant le carbone < traitement secondaire éliminant le carbone et l'azote ; – dès lors que les niveaux de traitement atteints sont similaires pour les paramètres majeurs, les efficacités respectives des procédés vis-à-vis des micropolluants s'avèrent proches, qu'il s'agisse de cultures libres ou de cultures fixées.

### Procédés des zones rurales

Cette catégorie de filières comprend le filtre planté vertical ou vertical+horizontal (CA6), la lagune ou lagune+filtre vertical (CA7), les biodisques (CA4) ou le lit bactérien (SE9), associés à un filtre planté à écoulement vertical. On remarque que le nombre total de rendements R₂ calculés par filière est compris entre 29 et 36, en raison d'un nombre de substances quantifiées plus faible dans les eaux usées brutes des zones rurales que dans celles des zones urbaines. Pour les substances pour lesquelles R₂ a pu être calculé, la proportion de R₂ > 70 % des filières des zones rurales traitant le carbone + l'azote est similaire à celle déterminée dans

les zones urbaines. Une seule exception : le procédé filtre planté à écoulement vertical seul présente un nombre de R₂ > 70 % plus faible [30 %], probablement en raison d'une concentration en MES plus élevée dans l'eau traitée. L'association avec un filtre horizontal fournit un nombre de R₂ comparable aux autres filières.

### 2.2.4. Bioréacteur à membranes immergées

Pour le procédé bioréacteur à membranes immergées (SE5), le nombre de R₂ > 70 % est équivalent à celui des

boues activées en aération prolongée (figure 5). Les valeurs de R₂ sont plus élevées pour une dizaine de substances telles que : décaBDE, naphtalène, chlorpyrifos, diuron, di- et pentachlorophénol, benzothiazole et 4-NP2EO. Vu l'âge de boue voisin de ceux des boues activées (tableau 1), les pistes d'explication sont une surface différente des flocs, une présence de matière organique telles que les produits microbiens solubles, mais ces observations méritent des investigations complémentaires.

## 2.3. Traitements tertiaires

Le projet a examiné les performances de traitement des micropolluants par les procédés tertiaires d'affinage des paramètres conventionnels (MES, phosphore), parfois installés en aval de STEP secondaires : décantation rapide (SE2, SEPA1, CAPA2), filtration sur sable (CAPA1, SEPA1, SEPA2) et lagunage de finition (CA4) non planté. D'autres installations sont des technologies avancées, le plus souvent rencontrées en potabilisation ou en traitement industriel : ozonation (CAPA1), filtration sur matériau adsorbant charbon actif (CAPA2) et osmose inverse (SEPA1, SEPA2).

La figure 7 présente pour chaque filière tertiaire le nombre de rendements calculés dans chacune des trois classes définies précédemment < 30 %, 30-70 % et > 70 %. Pour les valeurs individuelles par substance, le lecteur pourra se reporter à l'annexe 2.
Les enseignements suivants ont été tirés pour les procédés d'affinage (§ 2.3.1) et avancés (§ 2.3.2).

<figure><img src="image_8.png" /></figure>

MES : matières en suspension ; P : phospore.

<caption>Figure 7. Nombre de rendements R₂ calculés pour les trois catégories (< 30 %, 30-70 %, > 70 %) pour les six filières tertiaires étudiées</caption>
### 2.3.1. Procédés tertiaires d'affinage

Les procédés tertiaires d'affinage étudiés (permettant d'éliminer les paramètres majeurs) montrent une efficacité généralement comprise entre 30 et 70 % pour 9 sur 16 substances mesurées (55 %) dans le cas de la filtration sur sable, 10 sur 28 substances mesurées (35 %) dans le cas de la décantation rapide, 9 sur 19 substances mesurées (45 %) dans le cas du laguage de finition. Il s'agit essentiellement d'un piégeage des matières adsorbables sur les MES. Les $R_2$ > 70 % ne concernant que quatre substances sur une STEP (Al, Sn, Ag, DEHP). Au total, les filières tertiaires conventionnelles ont une efficacité limitée sur l'élimination des micropolluants.

Pour les trois STEP (SE2, SEPA1, CAPA2) équipées d'un décanteur rapide utilisant des réactifs chimiques (par exemple $FeCl_3$ ou $Al_2(SO_4)_3$), quelques substances sont associées à des rendements $R_2$ néga-tifs : par exemple DEHP, Co, 4-NP, benzothiazole, 4-tert-butylphénol. Or, dans les bilans massiques, les concentrations en substances des réactifs chimiques ne sont pas prises en compte en raison de l'absence d'analyses sur ces produits. Cette observation rappelle que, d'un point de vue opérationnel, il est important de ne pas surdoser ces réactifs.

### 2.3.2. Procédés tertiaires avancés innovants en assainissement

Les traitements avancés comme l'ozonation testée à pleine échelle (CA-PA1) et la filtration sur charbon actif testée à l'échelle pilote (CA-PA2) se sont révélés particulièrement performants pour éliminer les pesticides ou le 4-NP1EC, mal éliminés par les procédés secondaires. Néanmoins, malgré une majorité de rendements $R_2$ supérieurs à 70 %, quelques substances subsistent à des concentrations de 1 µg/L comme l'AMPA ou le 4-NP1EC. Aucune amélioration de rendement n'a été observée pour les métaux pour ces deux procédés. L'osmose inverse montre la capacité de rétention la plus importante des substances, y compris des métaux.

Pour ces filières avancées, les questions de génération de produits de dégradation, de technicité supplémentaire (traitement des concentrats par exemple) et d'exploitation, et au final du gain environnemental

compte tenu de la consommation énergétique supplémentaire nécessaire, sont posées. Ces techniques conduiraient jusqu'à un doublement des coûts annuels de traitement déjà nécessaires pour les filières secondaires. L'utilisation de telles solutions techniques doit donc être minutieusement examinée en fonction de la sensibilité des milieux récepteurs (exemple : paramètres déclassant des milieux) en concertation avec les acteurs du domaine de l'eau et des réseaux d'assainissement. Les efforts de réduction à la source doivent être menés pour réduire des rejets en micropolluants vers les milieux récepteurs. Pour réduire les rejets, l'usage de l'outil réglementaire, ainsi que la sensibilisation des industriels et des particuliers doivent être intensifiés.

## Conclusions

Le domaine de l'élimination des micropolluants en stations d'épuration nécessite l'utilisation de précautions particulières, complémentaires à la démarche appliquée en épuration des eaux usées pour les paramètres majeurs. En particulier, des conclusions hâtives peuvent être tirées dans le cas où les substances ne sont plus présentes en sortie de STEP, ou bien lorsque la variation de concentration entre l'entrée et la sortie de STEP se trouve dans l'incertitude de mesure, au demeurant plus élevée que pour les paramètres majeurs. Dans ce document, des règles de calcul inédites ont été énoncées permettant de prendre en compte les incertitudes analytiques dans la détermination des rendements d'élimination de micropolluants, et de consolider les calculs de rendements d'élimination.

Les règles précitées ont été appliquées aux filières « eau » seules et aux filières « eau+boue » de 21 stations d'épuration représentatives des filières de traitement actuelles. Des valeurs consolidées de rendements d'élimination ont été obtenues pour 55 micropolluants sur 89 analysés. Ces règles ont permis de comparer de façon robuste l'efficacité d'élimination des micropolluants par quinze filières secondaires et six filières tertiaires situées en zones urbaines et rurales. Cependant, les résultats doivent être relativisés, puisque les campagnes n'ont porté que
sur 2 à 3 jours consécutifs pour chacune des 21 installations étudiées.

Les résultats obtenus relatifs aux substances réglementées par la DCE démontrent que les stations d'épuration des eaux usées, bien que non conçues dans l'objectif de traiter les micropolluants, en éliminent une grande partie. Le rendement global d'élimination est croissant lors des étapes successives de traitement primaire, secondaire et tertiaire. Une amélioration notable du traitement est constatée, lorsqu'une rétention des matières en suspension et/ou lorsqu'une nitrification biologique efficace sont obtenues. Les traitements biologiques conventionnels permettent d'atteindre des rendements d'élimination de plus de 70 % pour la moitié des micropolluants quantifiés dans le cadre de ce travail.

Aucune différence de rendement n'a été observée entre les procédés secondaires à cultures libres ou fixées vis-à-vis des substances étudiées, dès lors que les traitements des paramètres conventionnels sont identiques (niveau de traitement du carbone, de l'azote, efficacité de la rétention des MES). L'effet positif d'un âge de boue élevé a été mis en évidence (exemple : boues activées en aération prolongée). L'influence des conditions de fonctionnement (température, durée d'aération) reste néanmoins à étudier. Les bioréacteurs à membranes présentent des efficacités supérieures à celles des filières biologiques nitrifiantes conventionnelles pour certains micropolluants organiques hydrophobes, du fait d'une meilleure rétention des MES. Les bilans massiques ont pu être réalisés pour une trentaine de substances quantifiées dans les boues. Ils montrent qu'elles restent principalement stockées dans les boues, alors que seulement quelques-unes y sont transformées ou biodégradées. Pour les autres, les efforts analytiques doivent être poursuivis de façon à pouvoir les mesurer dans les boues et calculer des valeurs de R₄.

Les procédés tertiaires utilisés pour améliorer l'élimination des paramètres conventionnels (décantation rapide, filtration) font peu diminuer les concentrations en micropolluants des eaux secondaires avant rejet vers le milieu naturel. Des premiers éléments prometteurs concernant la traitabilité des micropolluants ont été obtenus par des technologies de traite-

ment avancées. Mais, plusieurs verrous restent à lever pour l'applicabilité à large échelle, comme le traitement des concentrats et des sous-produits formés, le surcoût et la demande énergétique supplémentaires, le coût et le bénéfice environnemental effectifs. Pour réduire les concentrations dans les rejets, le traitement ne peut être la seule solution envisageable. Des efforts importants de réduction à la source devraient être réalisés (meilleure maîtrise des apports en réseaux d'assainissement).

Afin de réduire les émissions polluantes et améliorer la protection de la qualité des écosystèmes, notamment vis-à-vis des objectifs de préservation des milieux aquatiques introduits par la DCE, nos futures recherches vont viser à :

- étudier l'efficacité des procédés avancés nouveaux (adaptés aux zones rurales et urbaines) vis-à-vis des substances insuffisamment dégradées par voie biologique et déterminer les conditions opératoires optimales de procédés des zones rurales et urbaines ;

- identifier les points d'amélioration et de fiabilisation de la filière de traitement secondaires boues activées en aération prolongée. Les molécules visées sont celles pour lesquelles une biodégradation partielle est observée et une marge d'amélioration significative attendue ;

- définir des voies de réduction des concentrations en micropolluants hydrophobes lors du traitement des boues, notamment celles dont la destination finale est la valorisation agricole.

Ces recherches sont menées dans le cadre de deux projets de recherches Armistiq<fnref n="8" /> et Echibioteb<fnref n="9" />.

## Remerciements

Les auteurs remercient l'ANR Precodd pour son soutien financier au projet Amperes. Nos remerciements vont également aux maîtres d'ouvrage et exploitants des stations d'épuration qui ont permis le bon déroulement des campagnes d'échantillonnage, et aux nombreux collègues ayant contribué au projet.

<footnote n="8">8 Projet Armistiq intitulé « Amélioration de la réduction des micropolluants dans les stations de traitement des eaux usées domestiques » (soutien financier Onema).</footnote>

<footnote n="9">9 Projet Echibioteb intitulé « Méthodologies innovantes pour l'analyse chi-mique et biologique des substances des eaux traitées et boues » (soutien financier ANR Ecotech).</footnote>
Bibliographie

BERNHARD M., MUELLER J., KNEPPER T. (2006) : « Bio-
degradation of persistent polar pollutants in wastewa-
ter: comparison of an optimised lab-scale membrane
bioreactor and activated sludge treatment ». *Water
Research* ; 40(18) : 3419-3428.

COMMUNAUTÉ EUROPÉENNE (2008) : « Directive 2008/105/CE du Parlement européen et du Conseil du 16 décembre 2008 établissant des normes de qualité environnementale dans le domaine de l'eau, modifiant et abrogeant les directives du Conseil 82/176/CEE, 85/513/CEE, 84/156/CEE, 84/491/CEE, 86/280/CEE et modifiant la directive 2000/60/CE ». *Journal officiel* n° L 348 du 24 décembre 2008, 84-97.

COMMUNAUTÉ EUROPÉENNE (2000) : « Directive 2000/60/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 octobre 2000 établissant un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l'eau ». *Journal officiel* n° L 327 du 22 décembre 2000, 1-73.

CHOUBERT J.M., MARTIN-RUEL S., COQUERY M. (2009) : « Prélèvement et échantillonnage des substances prioritaires et émergentes dans les eaux usées. Les prescriptions techniques du projet de recherche Amperes ». *Techniques Sciences et Méthodes* ; 4 : 88-101

COQUERY M., POMIÈS M., MARTIN-RUEL S., BUDZINSKI H., MIÈGE C., ESPERANZA M., SOULIER C., CHOUBERT J.M. (2011) : « Mesurer les micropolluants dans les eaux usées brutes et traitées. Protocoles et résultats pour l'analyse des concentrations et des flux ». *Techniques Sciences et Méthodes* ; 1-2 : 25-43.

COQUERY M. (2009) : « Le contrôle et la réduction des apports de substances chimiques vers les milieux aquatiques. Panorama des programmes de mesure en cours, en France et en Europe ». *Techniques Sciences et Méthodes* ; 4 : 18-32.

GONZALEZ S., PETROVIC M., BARCELO D. (2007) : « Removal of a broad range of surfactants from municipal wastewater - comparison between membrane bioreactor and

conventional activated sludge treatment », *Chemosphere* ;
67 : 335-343.

JANEX-HABIBI M.L., HUYARD A., ESPERANZA M., BRUCHET A. (2009) : « Reduction of endocrine disruptor emissions in the environment: The benefit of wastewater treatment ». *Water Research* ; 43(6) : 1565-1576.

MARTIN-RUEL S., CHOUBERT J.M., GINESTET P., COQUERY M. (2008) : « Semi-quantitative analysis of a specific database on priority substances in wastewater and sludge ». *Water Science and Technology* » ; 57(12) : 1935-1944.

JOSS A., SIEGRIST H., TERNES T.A. (2008) : « Are we about to upgrade wastewater treatment for removing organic micropollutants? » *Water Science and Technology* ; 57(2) : 251-255.

JOSS A., KELLER E., AIDER A.C., GÖBEL A., MCARDELL C.S., TERNES T., SIEGRIST H. (2005) : « Removal of pharmaceuticals and fragrances in biological wastewater treatment ». *Water Research* ; 39(14) : 3139-3152.

MEDAD (2007) : *Circulaire du 7 mai 2007 définissant les « normes de qualité environnementale provisoires (NQEp) » des 41 substances impliquées dans l'évaluation de l'état chimique des masses d'eau ainsi que des substances pertinentes du programme national de réduction des substances dangereuses dans l'eau.* MEDAD 2007/15, 13 p.

MIÈGE C., CHOUBERT J.M., RIBEIRO L., EUSÈBE M., COQUERY M. (2009) : « Removal efficiency of pharmaceuticals and personal care products with varying wastewater treatment processes and operating conditions: conception of a database and first results ». *Environmental Pollution* ; 157 : 1721-1726.

ROGERS H.R. (1996) : « Sources, behaviour, fine of organic contaminants during sewage treatment ». *Science of the Total Environnement* ; 185(1-3) : 3-26.

SOULIER C., GABET, V., LARDY S., LEMENACH K., PARDON P., ESPERANZA M., et al. (2011). « Zoom sur les substances pharmaceutiques : présence, partition, devenir en station d'épuration ». *Techniques Sciences et Méthodes* ; 1-2 : 63-77.

<figure><img src="image_9.png" /></figure>

LIVRE BLANC Urbanisme et Propreté

À l'heure où l'on parle de développement durable, d'éco-quartiers, le constat est sévère : pas ou peu d'innovations en matière de collecte des déchets et de gestion de la propreté depuis l'origine de ces services ! Pourquoi ?

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Résumé

J.-M. CHOUBERT, S. MARTIN-RUEL, H. BUDZINSKI, C. MIÈGE, M. ESPERANZA, C. SOULIER, C. LAGARRIGUE, M. COQUERY

Évaluer les rendements des stations d'épuration. Apports méthodologiques et résultats pour les micropolluants en filières conventionnelles et avancées

Le présent article présente des avancées méthodologiques inédites pour évaluer de façon robuste les performances de traitement des substances présentes en très faibles concentrations dans les eaux usées brutes et traitées. Il examine l'influence des principales hypothèses de travail sur les valeurs de rendements calculées. Enfin, il expose les principaux résultats obtenus pour 89 micropolluants et différentes filières de traitement, en intégrant ou non les processus se déroulant dans la filière « boue ». Les eaux brutes et traitées, ainsi que les boues de 21 stations d'épuration des zones urbaines ou rurales ont été étudiées par temps sec à l'aide d'échantillons proportionnels au débit. Une amélioration notable du traitement est démontrée pour une majorité de substances dès lors qu'un traitement biologique avec nitrification ou qu'une élimination des

matières en suspension sont appliqués. Pour une vingtaine de substances, le principal processus est le transfert vers les boues, pour d'autres il y a en plus une transformation ultérieure. Pour les boues activées en aération prolongée, le traitement des micropolluants atteint des valeurs très supérieures à celles d'un étage primaire. À performances de traitement équivalentes, les filières à cultures fixées (à plus faibles temps de séjour hydrauliques) ont des performances d'élimination des micropolluants équivalentes à celles des boues activées en aération prolongée. Les filières tertiaires d'affinage ont une contribution limitée dans le traitement des micropolluants. Les traitements avancés permettraient de retenir plus de 70 % des substances étudiées, mais ils engendrent des coûts supplémentaires importants, et nécessiteraient d'être étudiés à large échelle.

Abstract

J.-M. CHOUBERT, S. MARTIN-RUEL, H. BUDZINSKI, C. MIÈGE, M. ESPERANZA, C. SOULIER, C. LAGARRIGUE, M. COQUERY

Removal of micropollutants by domestic conventional wastewater treatment plants and advanced tertiary process: specific method and results of the Amperes project

This paper presents methodological advances for the assessment of accurate removal rates of micropollutants present at very low concentrations in wastewater. The influence of the different calculation rules on removal rates is presented. The results obtained for conventional and advanced treatment types are discussed, considering or not micropollutants stored in sludge lines. 89 micropolluants were measured on composite samples collected from 21 domestic wastewater treatment plants located in municipal and rural areas. It is demonstrated that for most substances, there is a significant improvement of the treatment efficiency with suspended solids removal, or with a biological treatment step with nitrification. For about 20

substances, storage into sludge was demonstrated, while some others compounds are partially transformed in sludge. For medium loaded activated sludge (carbon removal only), the removal rate of micropollutants is similar to the one of primary settling tank. The removal rates for treatment plants with fixed-film biomass are shown to be equivalent to the ones with suspended biomass (activated sludge plants), even if lower hydraulic retention times are generally applied. Conventional tertiary treatment stages have a limited removal efficiency for micropollutants. Advanced processes are efficient for pollutant removal but they need to prove relevance at full-scale plants due to high costs.
# Annexe 1

## Gamme de rendements R₂ pour les procédés de traitement primaires et secondaires

<table><thead><tr><th rowspan="3">Substance</th><th colspan="2">Traitements primaires</th><th colspan="8">Traitements secondaires (zones urbaines)</th><th colspan="4">Traitements secondaires (zones rurales)</th></tr><tr><th rowspan="2">DP</th><th rowspan="2">DP physico-chimique</th><th colspan="2">C seul</th><th colspan="6">C+N</th><th rowspan="2">Filtre planté écoulement vertical</th><th rowspan="2">Biodisque + filtre écoulement vertical</th><th rowspan="2">DP + lagune</th><th rowspan="2">Lit bactérien + filtre écoulement vertical</th><th rowspan="2">DP + lagune + filtre écoulement vertical</th></tr><tr><th>DP + BA moyenne charge</th><th>DP physico-chimique + biofiltre 1 étage</th><th>BA aération prolongée</th><th>DP + BA moyenne charge + Biofiltre 1 étage</th><th>DP + MBBR</th><th>Bioréacteur à membranes</th><th>DP physico-chimique + biofiltre 2 étages</th><th>DP + BA aération prolongée</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="10">Substances prioritaires dangereuses</td><td>Cadmium (Cd)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Benzo(b)fluoranthène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>4-NP (nonylphénols)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Benzo(k)fluoranthène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Indéno(1,2,3-cd)pyrène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mercure (Hg)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>C10-13 chloroalcanes</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pentabromodiphényléther</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pentachlorobenzène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Anthracène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Benzo(a)pyrène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Benzo(g,h,i)pérylène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Endosulfan</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tributylétain</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hexachlorobutadiène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hexachlorobenzène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hexachlorocyclohexane</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td rowspan="13">Substances prioritaires</td><td>Atrazine</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Diuron</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trichlorobenzène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chlorpyrifos</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nickel (Ni)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plomb (Pb)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fluoranthène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trichlorométhane</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dichlorométhane</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>4-t-OP (octylphénols)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Di(2-éthylhexyl)phtalate (DEHP)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Simazine</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoproturon</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td rowspan="7">Autres [CE, 2008]</td><td>Benzène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Naphtalène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Alachlore</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chlorfenvinphos</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trifluraline</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1,2-dichloroéthane</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trichloroéthylène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tétrachloroéthylène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tétrachlorure carbone</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>DDT</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dieldrine</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Endrine</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isodrine</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

Suite du tableau page suivante

<figure><img src="image_11.png" /></figure>
<table><thead><tr><th rowspan="2">Substance</th><th colspan="2">Traitements primaires</th><th colspan="6">Traitements secondaires (zones urbaines)</th><th colspan="6">Traitements secondaires (zones rurales)</th></tr><tr><th>DP</th><th>DP physico-chimique</th><th colspan="2">C seul</th><th colspan="6">C+N</th><th colspan="2">Filtre planté écoulement vertical</th><th colspan="2">Biodisque + filtre écoulement vertical</th><th colspan="2">DP + lagune</th><th colspan="2">Lit bactérien + filtre écoulement vertical</th><th colspan="2">DP + lagune + filtre écoulement vertical</th></tr><tr><th></th><th></th><th></th><th>DP + BA moyenne charge</th><th>DP physico-chimique + biofiltre 1 étage</th><th>BA aération prolongée</th><th>DP + BA moyenne charge + Biofiltre 1 étage</th><th>DP + MBBR</th><th>Bioréacteur à membranes</th><th>DP physico-chimique + biofiltre 2 étages</th><th>DP + BA aération prolongée</th><th></th><th></th><th></th><th></th><th></th><th></th><th></th><th></th><th></th><th></th><th></th></tr></thead><tbody><tr><td>Antimoine (Sb)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bore (B)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rubidium (Rb)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cobalt (Co)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Arsenic (As)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Molybdène (Mo)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zinc (Zn)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Baryum (Ba)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sélénium (Se)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Uranium (U)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Titane (Ti)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fer (Fe)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cuivre (Cu)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chrome (Cr)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Etain (Sn)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aluminium (Al)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Argent (Ag)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vanadium (V)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lithium (Li)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Thallium (Tl)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Monochlorophénols</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dichlorophénols</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bisphénol A</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Décabromodiphényléther</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Benzothiazole</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tributylphosphate</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>4-NP1EO</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>4-tert-butylphénol</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Triclosan</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tétrabromodiphényléther</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tribromodiphényléther</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Glyphosate</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>AMPA</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Octabromodiphényléther</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hexabromodiphényléther</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trichlorophénols</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tétrachlorophénols</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>2-bromophénol</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>2,4-dibromophénol</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>2,4,6-tribromophénol</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Monobutylétain</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dibutylétain</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>4-NP2EO</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>4-NP1EC</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

Abréviations : C seul : traitement de la DCO seulement ; C+N : traitement de la DCO et de l'azote ; DP : décantation primaire ; BA : boues activées ; MBBR : procédé à culture fixée sur support mobile ; 4-NP1EO et 4-NP2EO : nonylphénols polyéthoxylates ; 4-NP1EC : acides alkylphénol-polyéthoxy-phénoxyacétiques ; AMPA : acide aminométhyl phosphonique.

<table><tr><td>Rendement R<sub>2</sub> inférieur à 30 %</td></tr><tr><td>Rendement R<sub>2</sub> compris entre 30 et 70 %</td></tr><tr><td>Rendement R<sub>2</sub> supérieur à 70 %</td></tr><tr><td>Valeur non calculable</td></tr></table>
# Annexe 2

## Gamme de rendements R₂ pour les procédés de traitement tertiaires

<table><thead><tr><th rowspan="2">Substance</th><th rowspan="2"></th><th colspan="3">Filières tertiaires d'affinage</th><th colspan="3">Filières tertiaires avancées</th></tr><tr><th>Décantation rapide</th><th>Filtration sur sable</th><th>Lagunage de finition</th><th>Osmose inverse</th><th>Ozonation</th><th>Filtration charbon actif</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="15">Substances prioritaires dangereuses</td><td>Cadmium (Cd)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Benzo(b)fluoranthène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>4-NP (nonylphénols)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Benzo(k)fluoranthène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Indéno(1,2,3-cd)pyrène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mercure (Hg)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>C10-13 chloroalcanes</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pentabromodiphényléther</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pentachlorobenzène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Anthracène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Benzo(a)pyrène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Benzo(g,h,i)pérylène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Endosulfan</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tributylétain</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hexachlorobutadiène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hexachlorobenzène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hexachlorocyclohexane</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td rowspan="15">Substances prioritaires</td><td>Atrazine</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Diuron</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trichlorobenzène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chlorpyrifos</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nickel (Ni)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plomb (Pb)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fluoranthène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trichlorométhane</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dichlorométhane</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>4-t-OP (octylphénols)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Di(2-éthylhexyl)phtalate (DEHP)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Simazine</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoproturon</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Benzène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Naphtalène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Alachlore</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chlorfenvinphos</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trifluraline</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1,2-dichloroéthane</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>pentachlorophénol</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td rowspan="8">Autres [EC, 2008]</td><td>Trichloroéthylène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tétrachloroéthylène</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tétrachlorure de carbone</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aldrine</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>DDT</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dieldrine</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Endrine</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isodrine</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

Suite du tableau page suivante

<figure><img src="image_12.png" /></figure>
<table><thead><tr><th rowspan="2">Substance</th><th colspan="3">Filières tertiaires d'affinage</th><th colspan="3">Filières tertiaires avancées</th></tr><tr><th>Décantation rapide</th><th>Filtration sur sable</th><th>Lagunage de finition</th><th>Osmose inverse</th><th>Ozonation</th><th>Filtration charbon actif</th></tr></thead><tbody><tr><td colspan="7"><strong>Autres métaux</strong></td></tr><tr><td>Antimoine (Sb)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bore (B)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rubidium (Rb)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cobalt (Co)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Arsenic (As)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Molybdène (Mo)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zinc (Zn)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Baryum (Ba)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sélénium (Se)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Uranium (U)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Titane (Ti)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fer (Fe)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cuivre (Cu)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chrome (Cr)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Étain (Sn)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aluminium (Al)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Argent (Ag)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vanadium (V)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lithium (Li)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Thallium (Tl)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="7"><strong>Autres substances organiques</strong></td></tr><tr><td>Monochlorophénols</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dichlorophénols</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bisphénol A</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Décabromodiphényléther</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Benzothiazole</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tributylphosphate</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>4-NP1EO (nonylphénols polyéthoxylates)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>4-tert-butylphénol</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Triclosan</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tétrabromodiphényléther</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tribromodiphényléther</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Glyphosate</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>AMPA (acide aminométhyl phosphonique)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Octabromodiphényléther</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hexabromodiphényléther</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trichlorophénols</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tétrachlorophénols</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>2-bromophénol</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>2,4-dibromophénol</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>2,4,6-tribromophénol</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Monobutylétain</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dibutylétain</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>4-NP2EO (nonylphénols polyéthoxylates)</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>4-NP1EC (acides alkylphénol-polyéthoxyphénoxyacétiques</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

<table><tr><td>Rendement R<sub>2</sub> inférieur à 30 %</td></tr><tr><td>Rendement R<sub>2</sub> compris entre 30 et 70 %</td></tr><tr><td>Rendement R<sub>2</sub> supérieur à 70 %</td></tr><tr><td>Valeur non calculable</td></tr></table>