Déterminer l’efficacité des méthodes d’élimination des contaminants émergents dans les stations de traitement des eaux usées au Canada au moyen d’évaluations chimiques et toxicologiques

Déterminer l’efficacité des méthodes d’élimination des contaminants émergents dans les stations de traitement des eaux usées au Canada au moyen d’évaluations chimiques et toxicologiques

Wayne Parker, Ph.D., professeur et directeur scientifique du Centre de contrôle des contaminants émergents, Université de Waterloo

Déterminer l’efficacité des méthodes d’élimination des contaminants émergents dans les stations de traitement des eaux usées au Canada au moyen d’évaluations chimiques et toxicologiques

Enjeu

Les contaminants émergents (CE) sont des composés chimiques organiques qui peuvent entrer dans nos écosystèmes par dégradation dans les sols, par infiltration dans nos réseaux de drainage et par absorption végétale. Les CE posent ainsi un risque pour l’environnement et pour la santé humaine. L’évaluation de l’impact écologique des CE dans les eaux qui les reçoivent est complexe en raison des nombreux effets biologiques que ces composés peuvent avoir sur les organismes. ll est difficile d’établir le lien entre les concentrations chimiques d’un CE donné et ses effets environnementaux. L’élimination des CE des eaux usées est également compliquée en raison des exigences d’élimination particulières pour chaque composé et des incohérences au niveau des procédures et des conditions en vigueur dans les différentes stations de traitement au pays. Il convient d’effectuer plus de recherche afin d’établir, d’une part, les conditions de traitement des eaux usées nécessaires pour l’élimination des CE, et, d’autre part, les éventuels impacts biologiques des effluents traités.

Ce projet, dirigé par le professeur Wayne Parker, vise les objectifs suivants :

  1. Déterminer les concentrations de CE (dans les eaux usées traitées) nocives pour les espèces aquatiques.
  2. Cerner les risques des CE liés à l’hypoxie et à la toxicité due à l’ammoniac.
  3. Établir l’efficacité de processus de traitement des eaux usées conventionnels et avancés au Canada pour la réduction des CE, y compris l’impact de la saisonnalité sur le rendement des traitements.

Projet

L’équipe du projet a réalisé des recherches dans des stations de traitement des eaux d’un bout à l’autre du Canada en vue d’étudier l’efficacité des technologies de traitement les plus courantes dans l’élimination des CE des eaux usées. Ces technologies comprenaient : différentes configurations de boues activées, des bioréacteurs à membrane, les régimes permanents et les réponses dynamiques liés aux processus de boues activées, et, finalement, les lagons. L’équipe a intégré les données recueillies en effectuant des études parallèles sélectives sur des processus semblables dans plus d’un lieu, en mesurant la présence de CE communs et en employant une suite commune de tests écotoxicologiques.

L’équipe du projet a cherché à déterminer s’il y avait des différences dans les réponses entre les configurations de processus de traitement des eaux usées provenant de différentes sources. Le projet a également examiné l’influence des conditions saisonnières sur l’élimination des CE en menant des études à différentes températures. On a effectué des recherches au Centre technique des eaux usées (CTEU) d’Environnement Canada, où on comparera, à l‘échelle d’essai pilote, l’efficacité des boues activées conventionnelles, des boues activées nitrifiantes et de processus d’élimination des  nutriments biologiques avec différentes configurations de boues activées dans un site de traitement particulier. La recherche menée au CTEU a servi de point de référence pour les études devant être réalisées dans d’autres centres expérimentaux. Les chercheurs ont exploré les données recueillies dans les stations pilotes au moyen de modèles statistiques.

Les résultats préliminaires indiquent que l’utilisation de processus de boues activées configurés pour l’élimination des nutriments biologiques peut améliorer l’élimination des CE et réduire dans une certaine mesure l’impact des effluents sur certaines espèces aquatiques.

Produits

  • Nouvelles données sur l’élimination des CE dans les processus de traitement des eaux usées les plus courants au Canada dans une gamme de conditions climatiques et saisonnières
  • Amélioration des modèles accessibles aux décideurs au moment d’évaluer différentes options de technologies de traitement des eaux usées et différentes conditions d’exploitation relativement au potentiel d’élimination des CE.
  • Élaboration d’un modèle de simulation du comportement des contaminants.

Résultats

  • Fournir aux propriétaires et aux exploitants de stations de traitement des eaux usées, ainsi qu’aux instances de réglementation afférentes, de l’information qui facilitera la prise de décisions concernant la sélection ou la mise à niveau des technologies de traitement en vue de minimiser les impacts potentiels des CE.
  • Aider Environnement Canada et le ministère de l’Environnement de l’Ontario à évaluer le potentiel de nouvelles technologies visant à améliorer les pratiques d’élimination de polluants nocifs présents dans les effluents et les boues issues des eaux usées.
  • Faire avancer le développement de l’Accord Canada-Ontario concernant l’écosystème du bassin des Grands Lacs.
  • Éclairer l’élaboration de politiques et de règles sur le contrôle des décharges issues des stations municipales de traitement des eaux usées en Ontario et au Québec.

Équipe de Recherche

  • Wayne Parker, professeur et directeur scientifique, Centre for Control of Emerging Contaminants, Université de Waterloo
  • Mark Servos, Chaire de recherche du Canada, professeur, Université de Waterloo; directeur scientifique, Réseau canadien de l’eau
  • Chris Metcalfe, professeur et directeur de l’Institute for Watershed Science, Université Trent
  • Hongde Zhou, professeur agrégé, Chaire de recherche industrielle CRSNG-GE, Université de Guelph
  • Peter Vanrolleghem, professeur, Chaire de recherche du Canada, Université Laval
  • Eric Hall, professeur, Université de la Colombie-Britannique
  • Caren Helbing, professeure agrégée, Université de Victoria

Partenaires

  • Ministère de l’Environnement de l’Ontario, Direction de l’élaboration des normes
  • Environnement Canada

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