Éliminer les résidus de médicaments dans les eaux usées municipales

Aarhus (Danemark)

Éliminer les résidus de médicaments dans les eaux usées municipales

Certains médicaments que nous consommons sont présents dans les eaux usées en petites quantités, sous forme de résidus. Échappant aux technologies de traitement classique, ceux-ci se retrouvent alors dans la nature. Pour répondre à cette problématique, des techniques de traitement biologique sont testées avec succès au Danemark. À travers le projet MERMISS, Veolia et sa filiale locale Krüger sont parties prenantes d’un projet expérimental suivi de près par l’Union européenne.

Enjeu

Relever le défi des pollutions médicamenteuses.

Objectif

Mesurer et éliminer les résidus de médicaments dans les eaux usées municipales.

La réponse Veolia

Une technologie de traitement biologique des résidus de médicaments, baptisée MBBR, à la fois efficace et économique, complétée par un traitement à l’ozone.

Des médicaments dans nos eaux usées

Une partie des médicaments que nous consommons est rejetée dans les eaux usées municipales via nos urines. La Commission européenne a ainsi recensé 4 000 molécules issues de médicaments susceptibles de se retrouver dans les eaux usées : contraceptifs, antidépresseurs, antibiotiques, anti-inflammatoires, anticancéreux, produits de contraste utilisés dans l’imagerie médicale… Certaines d’entre elles ont un impact sur l’environnement, notamment sur la reproduction des poissons et des amphibiens. C’est le cas des perturbateurs endocriniens, qui affectent notre système hormonal. Pourtant, dans la plupart des pays, il n’existe pas à l’heure actuelle de réglementation concernant le traitement de ces résidus de médicaments. L’un des volets du projet MERMISS consiste à établir et formuler, à l’échelle européenne, une liste de vigilance pour les résidus de médicaments les plus toxiques. Cela permettra de concentrer les efforts d’innovation sur le traitement de ces substances.

La construction du nouvel hôpital universitaire d’Aarhus, deuxième ville du Danemark, a été l’occasion de s’attaquer au problème des résidus médicamenteux présents dans les eaux usées municipales. La ville a alors constitué un consortium réunissant l’hôpital universitaire d’Aarhus, les entreprises de traitement des eaux de Herning et Aarhus, l’Institut de Technologie danois, Krüger, l’Université Technique du Danemark, l’Université d’Aarhus et Air Liquide. Sa mission : identifier le moyen le plus efficace et le plus écologique pour éliminer les résidus de produits pharmaceutiques présents dans les eaux usées. De là est né le projet MERMISS – traitement respectueux de l’environnement des produits pharmaceutiques hautement actifs dans les eaux usées hospitalières. C’est au sein du service d’oncologie de l’hôpital d’Aarhus qu’ont démarré les premiers tests. Élargis ensuite aux eaux usées de la ville de Herning, ils se sont achevés par une analyse plus fine des résidus dans la station d’épuration municipale d’Aarhus. L’objectif : élaborer un référentiel de traitement approprié.

Pollution diffuse

Une question s’est alors posée : où traiter ces eaux usées ? Dans une station d’épuration propre à l’hôpital ou au niveau de la station municipale ? Car face au recours de plus en plus fréquent aux traitements ambulatoires, le nombre de patients suivis à leur domicile par l’hôpital Skejby d’Aarhus a augmenté de 34 % en moyenne entre 2007 et 2015. Conséquence directe, la pollution médicamenteuse ne se limite plus aux eaux usées de l’hôpital. Pour prendre la bonne décision, le coordinateur Environnement de l’hôpital Skejby, Thomas Møller, a étudié les données médicales des patients. Seuls 4 % des médicaments prescrits sont consommés à l’hôpital. Les résultats sont sans appel : ce sont les eaux usées municipales qui doivent être traitées de façon à limiter l’impact environnemental.


Éliminer les résidus de médicaments dans les eaux usées municipales

Éliminer les résidus de médicaments dans les eaux usées municipales


Éliminer les résidus de médicaments dans les eaux usées municipales

Éliminer les résidus de médicaments dans les eaux usées municipales


Éliminer les résidus de médicaments dans les eaux usées municipales

Éliminer les résidus de médicaments dans les eaux usées municipales


Éliminer les résidus de médicaments dans les eaux usées municipales

Éliminer les résidus de médicaments dans les eaux usées municipales


Éliminer les résidus de médicaments dans les eaux usées municipales

Éliminer les résidus de médicaments dans les eaux usées municipales

Efficacité biologique

« Nous avons choisi de travailler avec Krüger car ils proposent des solutions techniques à la fois efficaces et économiques pour éliminer les résidus de médicaments », indique Thomas Møller. L’hôpital d’Aarhus et Krüger ont opté pour la technologie MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor). Ce procédé biologique utilise des micro-organismes qui croissent sur des supports plastiques. Selon la configuration des projets, ils développent des capacités permettant de traiter la pollution difficilement biodégradable.

« Contrairement aux boues actives conventionnelles, cette technologie facilite la dégradation de la matière organique complexe à l’aide de bactéries à croissance lente », souligne Cristina Sund, directrice du développement business chez Krüger.

Plus de bactéries, moins d’ozone

À hôpital neuf, traitement des eaux inédit

Dans la ville de Herning au Danemark, où se construit l’ambitieux complexe hospitalier de Gødstrup qui desservira à partir de 2020 l’ouest de la région du Jutland, la question du traitement des résidus médicamenteux est centrale. « Nous sommes très attachés à fournir de l’eau potable de qualité aujourd’hui, mais aussi dans le futur, et donc à ne pas rejeter de résidus de médicaments dans l’environnement », souligne Niels Møller Jensen, PDG de Herning Vand, la compagnie des eaux de la ville. Or 95 % de ces résidus sont rejetés par des personnes hors hôpital. Nous devons donc traiter l’eau dans les stations municipales. » Herning Vand et Krüger ont collaboré pour trouver une solution efficace et abordable à ce problème. Là aussi, la solution choisie a été la technologie MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor). « Nous avons découvert que la nature était bien plus efficace que nous ne le pensions : avec la technologie MBBR, nous pourrons éliminer les résidus de médicaments dans l’ensemble des eaux usées de la ville », conclut Niels Møller Jensen.

Cette technologie peut être utilisée en post-traitement, pour dépolluer plus finement les effluents, une fois les opérations « classiques » réalisées. Mais pour un traitement complet, comme celui des eaux usées hospitalières (cf. supra), le dispositif consiste à installer six réacteurs MBBR en série. L’installation de post-traitement s’appuie sur trois réacteurs de même technologie, enrichis d’une oxydation par ozone, conformément aux normes de concentrations environnementales requises (PNEC, predicted no-effect concentrations). Et plus le traitement biologique est efficace, moins il est nécessaire d’ajouter de l’ozone – un procédé plus coûteux et énergivore. Les résultats de l’expérimentation sont très concluants. Grâce à cette solution, jusqu’à 90 % des résidus médicamenteux présents dans les eaux usées municipales ont été éliminés. Ce qui ouvre des perspectives !

« Nous sommes sur le point de lancer un nouveau projet pour tester à plus grande échelle cette technologie d’élimination purement biologique, complète Thomas Møller. La technologie MBBR est si peu coûteuse qu’il devient relativement économique d’éliminer les médicaments des eaux usées, y compris dans les stations d’épuration municipales. La technologie de Krüger peut changer la donne en permettant de relever le défi des pollutions médicamenteuses présentes dans les eaux usées. »

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