Impact of an intense combined sewer overflow event on the microbiological water quality of the Seine River

Data were collected at a wastewater treatment plant (WWTP) in Burlington, Vermont, USA, (serving 30,000 people) to assess the relative contribution of CSO (combined sewer overflow) bypass flows and treated wastewater effluent to the load of steroid hormones and other wastewater micropollutants (WMPs) from a WWTP to a lake. Flow-weighted composite samples were collected over a 13 month period at this WWTP from CSO bypass flows or plant influent flows (n = 28) and treated effluent discharges (n = 22). Although CSO discharges represent 10% of the total annual water discharge (CSO plus treated plant effluent discharges) from the WWTP, CSO discharges contribute 40–90% of the annual load for hormones and WMPs with high (>90%) wastewater treatment removal efficiency. By contrast, compounds with low removal efficiencies (<90%) have less than 10% of annual load contributed by CSO discharges. Concentrations of estrogens, androgens, and WMPs generally are 10 times higher in CSO discharges compared to treated wastewa...

Combined Sewer Overflows: An Environmental Source of Hormones and Wastewater Micropollutants

A long-term view of nutrient transfers through the Seine river continuum.

The concentration of materials and energy within cities is an inevitable consequence of dense populations and their per capita requirements for food, fiber, and fuel. As the world population becomes increasingly urban over the coming decades, urban areas will dramatically affect the distribution of nutrients across the face of the planet. In many cities, technological developments and urban planning have been effective at reducing the amount of waste nitrogen that is ultimately exported to downstream surface waters, largely through investments in sanitary sewer infrastructure and wastewater treatment. There are, however, still large cities throughout the developed world that have failed to take advantage of these obvious innovations to reduce their impact on downstream ecosystems. In addition, very few cities have adequately addressed the problems of diffuse nitrogen pollution, instead city infrastructure is often designed to route this N directly into downstream ecosystems. In the developing world, many of these problems are more acute, as rapidly growing urban populations exceed the capacity of limited municipal infrastructure. Reducing urban N pollution of groundwaters and surface waters both locally and globally can only be achieved through cultural and political adaptation in addition to technological innovations. In this review, we will focus on the implications of an increasingly urban world population on local, regional, and global nitrogen cycles and propose a variety of approaches for minimizing and mitigating the impacts of urban N concentration.

Understanding, managing, and minimizing urban impacts on surface water nitrogen loading.

https://hal-enpc.archives-ouvertes.fr/hal-01086746/document

Critical budget of metal sources and pathways in the Seine River basin (1994-2003) for Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb and Zn.

Modelling the impacts of Combined Sewer Overflows on the river Seine water quality.

New tools for modelling water quality of hydrosystems: an application in the Seine River basin in the frame of the Water Framework Directive.

Depuis plus de 15 ans, la Direction de la Recherche et du Developpement du Syndicat Interdepartemental pour l’Assainissement de l’Agglomeration Parisienne (SIAAP) etudie le procede de biofiltration des eaux residuaires urbaines. Les differents travaux de recherche et developpement, menes a l’echelle industrielle et semi-industrielle (stations d’epuration/ prototypes/pilotes) ont permis au SIAAP d’acquerir une reelle experience sur ce procede de traitement. L’objectif de cet article de synthese est d’extraire de ces 15 annees de travail des informations cles sur les performances et les limites des biofiltres (charges eliminees et influence des conditions d’exploitation sur l’elimination de la pollution) ainsi que sur les mecanismes de colonisation et d’encrassement des massifs filtrants.

LA BIOFILTRATION DES EAUX RÉSIDUAIRES URBAINES : RETOUR D’EXPÉRIENCE DU SIAAP Municipal wastewater treatment by biofiltration: SIAAP feedback

Le probleme pose par les nitrites dans les eaux de surface de l'agglomeration parisienne est aujourd'hui reconnu par l'ensemble des acteurs de l'eau en Ile-de-France (Agence de l'Eau Seine Normandie, Service Public de l'Assainissement Francilien, etc.). Les stations d'epuration, et en particulier celles concues pour assurer un traitement complet de l'azote par biofiltration (nitrification + denitrification), ont ete identifiees comme des sources potentielles de cette espece azotee. Dans ce contexte, la Direction du Developpement et de la Prospective du SIAAP a initie un projet de recherche visant a cerner precisement les mecanismes d'apparition des nitrites au cours de la denitrification des eaux usees. L'objectif de ce projet est d'etablir clairement les liens existant entre les conditions d'exploitation des ouvrages et l'apparition des nitrites dans les eaux traitees. Les resultats obtenus dans le cadre de ce projet sont synthetises dans ce dossier compose de trois articles techniques respectivement consacres a l'influence des trois leviers d'exploitation sur l'apparition des nitrites: (1) la charge appliquee en azote, (2) les apports en substrats carbones et (3) les apports en phosphore. Cet article introductif de ce dossier vise a presenter le contexte technico-reglementaire de cette problematique « nitrites » ainsi qu'a decrire la demarche suivie dans le cadre de ce projet.

La production de nitrites lors de la dénitrification des eaux usées: un sujet sensible et complexe !

L'observatoire parisien OPUR (Observatoire des Polluants URbains - Laboratoire LEESU) fait partie des programmes de recherche francais mis place pour ameliorer nos connaissances sur le comportement des micropolluants, et en particulier ceux listes dans la DCE, dans les principaux ouvrages d'assainissement et d'epuration. Les premieres experimentations, menees sur la station Seine Centre du SIAAP (Colombes, 800 000 equivalents-habitants), ont permis d'apporter des elements precieux sur les niveaux de contaminations des eaux residuaires urbaines et, surtout, sur le comportement de ces micropolluants sur des procedes de traitement largement employes en France : les decanteurs physico-chimiques lamellaires et les unites de biofiltration. Sur les 88 substances recherchees, 39 substances ont ete frequemment dosees dans les eaux usees a des niveaux de concentration tres variables ; les metaux lourds (Zn, Cu et Pb) et le DEHP etant presents a des niveaux de concentration largement superieurs aux autres molecules. Le traitement des eaux par decantation elimine de maniere relativement efficace les elements metalliques. Dans le cas des polluants organiques, les abattements sont tres variables d'une molecule a l'autre, en fonction de leur hydrophobicite. Ainsi, les polluants dont le log Kow est inferieur a 4 ne sont que legerement elimines par la decantation (rendement d'elimination < 20 %) alors que les polluants presentant un log Kow superieur a 5 sont tres fortement elimines (rendement d'elimination comparable a celui des particules, soit ≈ 80 %). Les unites de biofiltration eliminent egalement de facon heterogene les micropolluants : les composes hydrophobes ou volatils ont tendance a etre elimines sur les biofiltres alors que les composes hydrophiles et peu volatils franchissent la barriere du traitement biologique en etant peu ou pas abattus. Globalement, sur les 39 polluants initialement detectes dans les eaux pretraitees, seuls 20 composes ont ete mesures dans les eaux rendues au milieu naturel ; les concentrations les plus importantes ayant ete notees pour le zinc et le DEHP suivis du chloroforme, du tri- et tetra-chloroethylene et du nonylphenol. Il convient de souligner que les pesticides, molecules hydrophiles et refractaires, franchissent la barriere de la station d'epuration sans etre elimines

Catherine Paffoni

Papers

Modelling the impacts of Combined Sewer Overflows on the river Seine water quality.

New tools for modelling water quality of hydrosystems: an application in the Seine River basin in the frame of the Water Framework Directive.

LA BIOFILTRATION DES EAUX RÉSIDUAIRES URBAINES : RETOUR D’EXPÉRIENCE DU SIAAP Municipal wastewater treatment by biofiltration: SIAAP feedback

La production de nitrites lors de la dénitrification des eaux usées: un sujet sensible et complexe !

Comportement des substances prioritaires sur les ouvrages de traitement des eaux usées - Cas de la décantation lamellaire et de la biofiltration