Most of the municipalities in Czech republic have old or even disfunctional sewage systems for built up communal areas. General combined sewage systems built earlier are being today replaced by solutions separating rain waters and sewage waters. Municipality Vír has currently only few sewage branches that consequently flow into Svratka river. Aim of this Diploma Thesis is to propose 3 solutions for sewage produced in communal areas of Vír municipality and its consequent disposal in sewage treatment plant. Each of three solutions feature combined gravity-driven and pressure systems of sewage lines as well as water treatment in proposed MTB as well as household and container WTP. Each of three variant is economically weighed with proposed budget.

The use of treated wastewater (TWW) for crop irrigation is how many governments are looking to feed their large population due to urbanisation. Here, we outline and analyse the benefits of using TWW and the drawbacks of such practices in line with existing regulations. The review begins by highlighting the history of wastewater reuse in agriculture. The approach used in the write-up is outlined after the background. There is an in-depth look at three main areas: the uptake of heavy metals and pharmaceuticals on crop irrigation, plant yield, and the impact of regulations on these practices. Results demonstrate the presence of several pharmaceuticals, triclosan, acetaminophen, diazepam in lettuce, meprobamate, atenolol in celery, and carbamazepine, triclosan, and triclocarbon in soybean. Trace metals (Cd, Pb) are present in the edible part of the vegetable and arsenic is found in the ryegrass roots and maise. Some benefits derived from using TWW in crop irrigation include nutrient supply, water resource protection and food security, whereas the drawbacks are exposure of contaminants to food and humans.

Historically, water, energy and agricultural resources have been naturally scarce in Jordan, but current economic, demographic, geopolitical and environmental conditions are aggravating the situation. The influxes of refugees are increasing the already high natural population growth; better economic conditions and living standards are changing consumption and production patterns; surrounding conflicts affect the supply of resources; and negative effects associated to climate change can be noticed already. Therefore, nexus thinking as a basis for integrated and cross-sectorial natural resources management is essential to achieve water, energy and food security, and eventually to move towards a sustainable development of the country. To that end, understanding the existing nexus interlinkages is crucial. This document constitutes a first nexus approach focused on water, energy and agriculture (WEA) sectors in Jordan. The research has adopted a case study method based on literature review to consider different contextual factors, and three levels of study were regarded: national level, Lower Jordan River Basin within Jordanian borders level, and As-Samra WWTP level, which has constituted the case study. Based on an extensive literature review that has resulted in an updated analysis of the current Jordanian context, the main WEA nexus interlinkages have been identified at every level of study. Thirteen future alternative pathways have been proposed, their potential impacts on WEA nexus sectors have been investigated, and related indicators to evaluate these impacts have been suggested. Additionally, three combined pathways have been analyzed in detail. In general, results show that interdependencies between WEA sectors at all levels are strong and projected to intensify in the future, and highlight the critical situation of Jordan in terms of resource management. Inefficiencies and unsustainable uses of natural resources stand out as decisive problems that urge to be solved, and future pathways appear to be potentially harmful for the Jordanian system unless they are included in an integrated nexus-based planning. / Historiskt sett har vatten-, energi- och jordbruksresurser varit naturligt begränsade i Jordanien, men de nuvarande ekonomiska, demografiska, geopolitiska och miljöbetingade förhållandena förvärrar situationen. Inkommande flyktningar ökar den redan höga populationsökningen; bättre ekonomiska förutsättningar och levnadsstandarder ändrar konsumtion- och produktionsmönster; kringliggande konflikter påverkar utbudet av resurser; och negativa effekter associerade med klimatförändringar är redan tydliga. På denna grund så är Nexus en god grund för integrerad och tvärsektoriell förvaltning av naturresurs och vital för att säkerställa resurser för vatten, energi och mat och eventuellt gå mot en hållbar utveckling inom landet. För att åstadkomma det ovannämnda så är förståelse för nuvarande nexus samband avgörande. Denna studie utgör ett tillvägagångssätt för en nexus studie med fokus på vatten, energi och jordbruk (WEA) sektorerna i Jordanien. Arbetet utgår från en fallstudie och baseras på en litteraturstudie som är gjord på tre olika nivåer: nationell, Lower Jordan River Basin inom gränserna av Jordanien och As-Samra vattenreningsverk, sistnämnda utgör fallstudien. Baserat på en omfattande litteraturstudie som resulterat i en uppdaterad analys av Jordaniens situation, så har de huvudsakliga WEA nexus sambanden identifierats för varje nivå. Tretton framtida alternativa utfall har föreslagits, deras potentiella påverkan på WEA sektorerna har undersökts och relaterade indikatorer har föreslagits för att utvärdera deras påverkan. Vidare, tre kombinerade utfall har utvärderats i detalj. Överlag så visar resultaten på starkt ömsesidigt beroende mellan WEA sektorerna på alla nivåer och är beräknad att intensifieras i framtiden, vilket betonar den kritiska situationen Jordanien befinner sig i med avseende på naturresurshantering. Ineffektivt och ohållbart utnyttjande av naturresurser står ut som ett stort problem som kräver en lösning, och framtida utfall tycks vara potentiellt skadliga för Jordanien om de inte inkluderas i en integrerad planering baserat på ett nexus tillvägagångssätt.

Membrane bioreactors (MBRs) have proven to be an extremely effective wastewater treatment process combining ultrafiltration with biological processes to produce high-quality effluent. However, one of the major drawbacks to this technology is membrane fouling – an inevitable process that reduces permeate production and increases operating costs. The prediction of membrane fouling in MBRs is important because it can provide decision support to wastewater treatment plant (WWTP) operators. Currently, mechanistic models are often used to estimate transmembrane pressure (TMP), which is an indicator of membrane fouling, but their performance is not always satisfactory. In this research, existing mechanistic and data-driven models used for membrane fouling are investigated. Data-driven machine learning techniques consisting of random forest (RF), artificial neural network (ANN), and long-short term memory network (LSTM) are used to build models to predict transmembrane pressure (TMP) at various stages of the MBR production cycle. The models are built with 4 years of high-resolution data from a confidential full-scale municipal WWTP. The model performances are examined using statistical measures such as coefficient of determination (R2), root mean squared error, mean absolute percentage error, and mean squared error. The results show that all models provide reliable predictions while the RF models have the best predictive accuracy when compared to the ANN and LSTM models. The corresponding R2 values for RF when predicting before, during, and after back pulse TMP are 0.996, 0.927, and 0.996, respectively. Model uncertainty (including hyperparameter and algorithm uncertainty) is quantified to determine the impact of hyperparameter tuning and the variance of extreme predictions caused by algorithm choice. The ANN models are most impacted by hyperparameter tuning and have the highest variability when predicting extreme values within each model’s respective hyperparameter range. The proposed models can be useful tools in providing decision support to WWTP operators employing fouling mitigation strategies, which can potentially lead to better operation of WWTPs and reduced costs. / Thesis / Master of Applied Science (MASc)

Organohalogen compounds are formed in swimming pool waters when natural organic matter, such as hair, urine or sweat etc., react with the used disinfectant (usually chlorine). Many of the organohalogen compounds are persistent and hazardous for human health and aquatic ecosystems. Backwash water from swimming pool facilities is often released to the sewer and contain these compounds. The connected wastewater treatment plant receives this water, where some of these compounds escapes the treatment process, into the recipient. It is therefore important to minimize the levels of organohalogen compounds in the influent water to the wastewater treatment plant. In this study, potential treatment techniques for organohalogen compounds at the swimming pool facility have been investigated. The main focus have been on an experimental column test with four filter materials applied (granular activated carbon, natural zeolites, PoloniteR and Zugol). Real backwash water was used. Furthermore, other techniques have been theoretically investigated as well. The activated carbon directly showed the most efficient removal efficiency (above 95 %), but all filter materials had a removal to a certain degree and became more efficient by time. The results further suggest that the more lipophilic organohalogen compounds are bound to particulate matter and highly affected by physical filtration. Another important conclusion is that the specific activated carbon used in the study is not suitable for the purpose, because it released very high levels of phosphorus in the beginning of the column test as well as showing some practical problems. However, other types of activated carbon exists. Next step recommended is to determine the lifetime of the filters. / När människor badar i bassänger hamnar vanligtvis naturligt organiskt material i dem, såsom urin, svett, hår och hudflagor. Desinfektionsmedlet som tillsätts (oftast klor) har som syfte att avlägsna mikroorganismer, men när naturligt organiskt material hamnar i vattnet kommer också oavsiktliga reaktioner ske och halogenerade organiska föreningar bildas. Dessa föreningar kan kvantifieras via AOX måttet (adsorberbar organisk halogen), vilket är den samlade förekomsten av alla bundna organiska halogener i ett prov. AOX består således av flera hundra olika föreningar, varav vissa är mer lipofila och benämns EOX (extraherbar organisk halogen). Många av de föreningar inkluderade i AOX är bioackumulativa, persistenta och giftiga för akvatiska organismer, även i låga koncentrationer. Förutom att vara miljöfarliga för akvatiska ekosystem, kan de också vara skadliga för människans hälsa. Filtret som renar badvattnet i simhallar behöver backspolas regelbundet och backspolvattnet, som innehåller AOX, skickas vanligen till spillvattennätet. Vid avloppsreningsverket är det visat i ett tidigare examensarbete samt i andra rapporter att en del av de inkommande AOX ämnena även följer med det utgående, renade, vattnet ut i recipienten. Det är därmed av vikt att minimera ämnena redan vid källan, det vill säga på badanläggningen. I denna masteruppsats har behandlingstekniker för halogenerade organiska föreningar undersökts. Huvudfokus har varit på experimentella kolonntester för fyra filtermaterial (granulerat aktivt kol, naturliga zeoliter, PoloniteR och Zugol), men även andra tekniker har studerats teoretiskt. I testerna användes äkta backspolvatten från en simhall. Alla material reducerade AOX till viss del och visade på effektivare reducering efter hand. Det var dock tydligt att det aktiva kolet var mest effektivt och hade hög reducering redan i första mätningen, AOX-reduceringen låg på över 95 % (jämfört med det obehandlade backspolvattnet). Vad som dock var problematiskt med det aktiva kolet var att det släppte höga halter fosfor i början av kolonntestet, vilket också bekräftades med ett skaktest. Dessutom uppvisade materialet praktiska problem. Ur ett realistiskt perspektiv med dessa problem i åtanke, blir det inte hållbart i längden att använda detta specifika kol. Det finns dock många olika typer av aktivt kol, vilka förmodligen är mer lämpliga och som inte uppvisar dessa problem, och kan användas för detta ändamål. Vidare antyder det erhållna resultatet att de mer lipofila föreningarna av AOX (EOX) är bundet till partikulärt organiskt material och därmed påverkas väsentligt av mekanisk filtrering. Det är dock viktigt med en aktiv bindning. Projektet har påverkats av covid-19 pandemin med lägre antal folk på badhusen samt mindre tillgång till laboratoriet vid KTH. En föreslagen förbättring av metoden är att ha en kontinuerlig omblandning i förvaringskärlet med det obehandlade vattnet innan det tillförs kolonnerna. Vidare nämns det att modifierade zeoliter verkar lovande samt att nästa viktiga steg för projektet är att bestämma livstiden för filtermaterialen.

The composition of gut microbes affects host weight, immune function, and disease status, and is sensitive to diet, environment, and pharmaceutical exposure. The gut microbiome modulates the toxicity and bioavailability of chemical stressors, however the effects of chemicals on the gut microbiome of aquatic biota are largely unknown. The Waterloo and Kitchener wastewater treatment plants (WWTPs) release effluents containing antibiotics, pharmaceuticals, and other contaminants into the Grand River (ON) that may negatively affect the gut microbiome of downstream organisms. In this study done in Fall 2018, I collected freshwater mussels (Lasmigona costata), several species of insect larvae, and riparian spiders (Tetragnathidae) from sites upstream and downstream of these WWTPs. The gut microbiome was analyzed following the extraction, PCR amplification, and sequencing of bacterial DNA using the V3-V4 hypervariable regions of the 16S rRNA genetic barcode. Changes in the relative abundance of major gut microbiome phyla were observed in all targeted aquatic organisms downstream of WWTPs except Hydropsychidae. Shannon alpha diversity, a measure of bacterial abundance and evenness, differed significantly among sites for mussels (one-way ANOVA: F=7.894, p=0.001), spiders (F=4.788, p=0.01), Perlidae (F=3.1, p=0.0056), Hydropsychidae (F=3.674, p=0.0014), and Heptageniidae (F=2.715, p=0.0143), but not for Baetidae and Ephemerellidae. In sites downstream of the Waterloo WWTP, alpha diversity decreased in spiders, while in sites downstream of the Kitchener WWTP diversity decreased in mussels and Perlidae, while increasing for spiders. Bray-Curtis beta diversity, a measure of dissimilarity between bacterial communities, was significantly dissimilar among sites in all invertebrate taxa (Permanova: p<0.02). Upstream sites differed from downstream Waterloo sites in spiders, Perlidae, and Hydropsychidae (Adonis pairwise: p<0.05), while upstream mussels, spiders, Perlidae, and Hydropsychidae differed from downstream Kitchener sites (p<0.05). Additionally, effluent-derived bacteria were found in the microbiomes of aquatic invertebrates downstream of the WWTPs and not upstream. Taxa was also a significant driver of bacterial composition and diversity in invertebrates. These results indicate that the gut microbiome of downstream organisms differed from the bacterial composition observed in the same invertebrate taxa upstream of the WWTPs, potentially leading to altered host health. This adds to our understanding of how chemical stressors impact the gut microbiome of aquatic and riparian biota; however, future studies are needed to investigate linkages between the gut microbiome and health of these species. / Thesis / Master of Science (MSc)

This research was prompted by a field study performed at the Celanese Corporation Wastewater Treatment Plant, Narrows, VA., in which calcium chloride addition had improved sludge characteristics that were believed to have deteriorated because of sodium hydroxide additions for pH control. Research objectives were to determine whether the observed improvements during the full-scale plant study were caused by the addition of divalent cations and whether the deterioration of the sludge was due to sodium ion additions. Bench-scale, activated sludge reactors were fed wastewater from the Celanese plant to model plant conditions. Sodium was added in an attempt to cause deterioration of the sludge characteristics. Magnesium and calcium were used as divalent cations to try to improve the sludge characteristics. Results of the study indicated that the magnitude of the effects seen in the full-scale plant study could not be reproduced in the laboratory. Magnesium produced little or no effect on the system and calcium improved the sludge characteristics slightly. Sodium caused deterioration of the sludge but not as dramatically as the full-scale study. This suggested that sodium alone did not adversely affect the sludge but rather, sodium hydroxide might have been combined with organics in the waste which then affected the system. / Master of Science

Den första april 2015 trädde en författning i kraft som innefattar ett förbud mot utsläpp av toalettavfall från fritidsbåtar inom Sveriges sjöterritorium. Redan före denna författning var det obligatoriskt för fritidsbåtshamnar att ha mottagningsanordningar för avfall, inklusive latrin, från fritidsbåtar. Många hamnar och båtklubbar har därför sugtömningsstationer för att kunna ta emot latrin. Detta avfall förs sedan till avloppsreningsverk för behandling på samma sätt som hushållsavlopp. Hur båtlatrinet hanteras vid insamlingen skiljer sig dock mycket åt inom Sverige. Vissa sugtömningsstationer är kopplade direkt till det kommunala avloppsnätet, om placeringen tillåter det, medan andra har blivit nekade detta. En anledning till detta är osäkerheten beträffande latrinets volym och innehåll och därmed osäkerhet i dess påverkan på avloppsreningsprocessen. För att fylla dessa kunskapsluckor och undersöka latrinets påverkan på ekosystemet vid direktutsläpp utfördes denna studie som den första av sitt slag i Sverige. Studien innefattar provtagningar och volymsberäkningar och är en del av ett LOVA-projekt som ett samarbetsprojekt mellan Norrtälje kommun, Vaxholms stad, Värmdö kommun, Transportstyrelsen och Ecoloop AB. Inom studien utfördes under hösten 2016 provtagningar på latrin från fyra sugtömningsstationer i de deltagande kommunerna. Provtagningen visade på höga koncentrationer av näringsämnen, syreförbrukande ämnen och metaller jämfört med hushållsavlopp. Analys av ett urval kemikalier samt bakterier utfördes för att påvisa eventuell användning av sanitetsvätskor vilka används i båttoaletter för att förhindra dålig lukt ombord. På grund av motstridiga resultat och osäkerhet i använd analysmetod kan användning av sanitetsvätskor inte påvisas och vidare analys bör utföras. Hos de flesta avloppsreningsverk finns det möjlighet att tillföra båtlatrinet successivt och därmed späda ut det. Utspädningen förhindrar att det koncentrerade båtlatrinet hämmar de biologiska processerna utförda av mikroorganismer på avloppsreningsverken. Då båtlatrinet har en sammansättning som avviker från hushållsvatten kan det även hota ett avloppsreningsverks eventuella Revaq-certifiering som garanterar att slammet har en kvalitet som möjliggör återföring till skogs- och jordbruk. Att samla in latrin kan alltså ge upphov till att avloppsreningsverken inte klarar av sina åtaganden med avseende på reningskrav, men problemen om avloppet släpps ut till naturen kan vara ännu allvarligare. Stockholms skärgård ligger i Östersjön vilket är ett av världens mest påverkade hav med eutrofiering som ett av de största hoten. Utsläpp av båtlatrin bidrar till ökad eutrofiering då det är väldigt näringsrikt. Enligt en enkätundersökning utförd inom studien innehåller en medelstor septiktank 34 l båtlatrin. Detta motsvarar exempelvis ungefär 2,5 g fosfor och 50 g kväve. Beräkningar utgående från enkätundersökningen visade även att det idag samlas in ungefär 350 m3 latrin per år in i de deltagande kommunerna. Införandet av utsläppsförbudet motiverades från miljö- och hälsosynpunkt då det skulle minska tillförseln av näringsämnen och smittsamma bakterier till miljön. Båtlatrinets höga innehåll av näringsämnen och metaller kan bidra till miljöproblem vid utsläpp. Dess påverkan på miljön i relation till andra källor kan dock inte påvisas i denna studie. Hälsoaspekten är desto påtagligare då båtlatrinet innehåller en hög mängd bakterier. / The first of April 2015 a constitution came into force which comprises a prohibition of discharge of sewage from leisure boats in Swedish territorial waters. It was mandatory for leisure boat marinas already before this constitution to have waste reception facilities for waste, including sewage, from leisure boats. As a result of this many marinas and leisure boat clubs have pump out stations in order to receive sewage. This waste is then transferred to sewage treatment plants for treatment as household sewage. How the boat sewage is handled at the collection differs within Sweden. Some pump out stations are connected directly to the municipal sewer system, if the placing permits, while some have been denied to connect. One of the reasons for this difference is uncertainty about volume and content of the boat sewage and hence uncertainty in the effects it has on the sewage treatment process. This study was performed in order to fill these knowledge gaps and to investigate the impact of discharge on the ecosystem, as the first of its kind in Sweden. The study includes sampling and volume calculations and is part of a LOVA-project as a cooperation project between Norrtälje, Vaxholm and Värmdö municipalities, the Swedish Transportation Agency and Ecoloop AB. During the autumn 2016 four pump out stations within the participating municipalities were sampled as a part of the study. The analysis of boat sewage showed high concentrations of nutrients, oxygen consuming substances, and metals in comparison with household sewage. Analyzes of a selection of chemicals and bacteria were performed in order to demonstrate the possible use of sanitary fluids, which are used in toilets to prevent odors. Because of conflicting results and uncertainty in the analysis method used no detection of the use of sanitary liquids could be done and further analysis should be carried out. It is possible in most sewage treatment plants to add the boat sewage gradually and in that way dilute it. The dilution prevents the concentrated boat sewage to inhibit the biological processes performed by microorganisms in sewage treatment plants. The boat sewage can be a threat to the Revaq-certification of some sewage treatment plants. Revaq-certification guarantees that the sludge is of a quality that allows recycling to forestry and agriculture. Collection of boat sewage can cause sewage treatment plants to not meet their commitments in terms of treatment requirements, but the problems with discharge can be even more serious. Stockholm archipelago is located in the Baltic Sea which is one of the most affected seas with eutrophication as one of the greatest threats. Discharge of boat sewage contributes to eutrophication since it is very nutritious. According to a survey conducted within this study an average boat septic tank contains 34 l sewage. This is equivalent to for example 2.5 g phosphorus and 50 g nitrogen. Calculations based on the survey also shows that the total volume of boat sewage collected in pump out stations in the participating municipalities is 350 m3 per year. The introduction of the prohibition of discharge was motivated from an environmental and health point of view since it would reduce the supply of nutrients and infectious bacteria to the environment. The high content of nutrients and metals in the boat sewage would contribute to environmental problems when discharged. The impact on the environment in relation to other sources could not be shown in this study. The health aspect, on the other hand, is unmistakable since the boat sewage contains a high amount of bacteria.

Cette thèse porte sur la modélisation des réacteurs membranaires anaérobies. Dans une première partie, nous proposons une analyse mathématique générique d'un modèle de digestion anaérobie en deux étapes appelé AM2. La principale limitation du développement des réacteurs membranaires étant le risque de colmatage, nous proposons, dans une seconde partie, d'étendre le modèle AM2 en incorporant une nouvelle variable d'état modélisant la dynamique des Produits Microbiens Solubles (SMP) dont le rôle dans le colmatage des membranes a été démontré. Une étude mathématique exhaustive de ce nouveau modèle appelé AM2b est réalisée pour comprendre et comparer les comportements qualitatifs des deux modèles. Dépendant des conditions de fonctionnement et des valeurs des paramètres biologiques utilisées, nous montrons que ce nouveau modèle peut se comporter comme le modèle initial AM2, ou, au contraire, présenter un comportement qualitatif très différent. L'étape suivante sera d'utiliser ce modèle pour la synthèse de régulateurs. Toutefois, le manque de capteurs en-ligne nous a amené, dans une troisième partie, à procéder à la synthèse d'un certain nombre d'observateurs d'état classiques. Au regard des caractéristiques spécifiques des bioprocédés, cette dernière partie se termine par la proposition de nouvelles pistes pour l'estimation d'état et de paramètres par des méthodes stochastiques, notamment les filtres particulaires dont nous présentons brièvement le principe. / This thesis focuses on the modeling of anaerobic membrane reactors. In the first part, we propose a generic mathematical analysis of a two-step model of the anaerobic digestion called AM2. The main limitation in the development of membrane reactors being the risk of clogging, we propose in a second part, to extend the AM2 model by incorporating a new state variable modeling the dynamics of the so-called Soluble Microbial Products (SMP) whose role in the clogging of the membranes has been demonstrated. A complete mathematical study of this new model called AM2b is realized to understand and compare the behavior of both models. Depending on operating conditions and on the model parameters values, we show that this new model can behave as the initial model AM2, or, conversely, have a completely different qualitative behavior. The next step is to use this model for the synthesis of controllers. However, the lack of online sensors led us to a third part where we carry out the synthesis of several state observers. In view of the specific characteristics of bioprocesses, this last part ends by proposing new ways to estimate both state and parameters using stochastic methods, including particulate filters which the concepts are briefly reviewed.

La présence de micropolluants dans tous les milieux aquatiques est aujourd'hui une préoccupation importante. La réduction des émissions de micropolluants organiques vers le milieu aquatique par les stations d'épuration (STEP) domestiques est donc un enjeu important. Ce travail porte sur l'amélioration du traitement de ces substances par les traitements secondaires et tertiaires des STEP. En premier lieu, l'objectif a été de mieux comprendre les processus d'élimination des micropolluants organiques lors de leur passage au sein d'un procédé de type boues activées aération prolongée (BA-AP). Notre travail a consisté à proposer un outil permettant de prévoir a priori le comportement de substances organiques en BA-AP par rapport à certaines de leurs propriétés physico-chimiques (i.e. constante de Henry, log Dow, structure moléculaire). La démarche adoptée a consisté à sélectionner des données de rendements d'élimination fiables et robustes, puis à les associer aux caractéristiques physico-chimiques des substances. La méthode développée est simple ; elle nécessite de connaitre uniquement des paramètres physico-chimiques facilement accessibles et la structure moléculaire des substances. Elle constitue donc une alternative crédible aux méthodes faisant intervenir la modélisation. Cette méthode permet une prédiction a priori du niveau de traitement d'une substance (rendement supérieur ou inférieur à 70%) par les traitements secondaires existants. Dans un second temps, l'objectif a été de proposer une étape de traitement tertiaire, spécifique à l'élimination de micropolluants organiques réfractaires aux traitements secondaires. Le procédé proposé est une filtration sur support fin spécifique capable de retenir par des processus d'adsorption les substances ciblés (i.e. phytosanitaires et substances pharmaceutiques dont l'élimination est insuffisante en traitement secondaire conventionnel). Une étude bibliographique a permis tout d'abord de dresser un état des lieux sur les adsorbants utilisés et leur capacité d'adsorption. Suite à cette étude, la zéolite et l'argile expansée ont été retenus ; les potentialités d'adsorption de ces deux matériaux ont été étudiées à l'échelle laboratoire (tests en réacteur fermé) et à l'échelle pilote (suivi des performances de réacteurs à garnissage drainé à écoulement horizontal). Les tests d'adsorption en réacteur fermé montrent que les matériaux choisis (argile expansée et zéolite) possèdent une potentialité pour adsorber les substances étudiées (14 substances soient 10 pharmaceutiques et 4 pesticides). Le suivi des réacteurs ouvert confortent les résultats obtenus en réacteur fermé et démontrent que les matériaux étudiés possèdent un potentiel pour l'adsorption des substances ciblées, et ce y compris dans des conditions de filtration lente, proches des conditions réelles. Les résultats obtenus démontrent le potentiel de matériaux minéraux microporeux à éliminer des micropolluants organiques de la phase dissoute et ainsi à se substituer au charbon actif, matériau onéreux et peu adapté aux petites collectivités. / The aim of the present work was to propose solutions to reduce organic micropollutants emissions by wastewater treatment plants (WWTP). First, the objective was to improve the comprehension of micropollutants behaviour in nitrifying activated sludge process. The use of a reliable removal efficiency dataset allowed setting up a removal efficiency prediction method only from the micropollutants physico-chemical characteristics (i.e. log Kow, Henry constant and molecular structure). This method represents a first progress through a better micropollutants removal by the existing secondary WWTP. Second, the aim was to set up a tertiary stage process to enhance the removal of micropollutants refractory to conventional WWTP. This tertiary stage process is a filtration of the secondary effluent by adsorbent materials that could represent a credible alternative to expensive materials such as activated carbons. Experimental approaches at different scales (lab and pilot) demonstrated that some alternative materials such as expanded clay and zeolite have the potential to adsorb refractory substances (e.g. pesticids and pharmaceuticals) and thus to decrease the concentration of organic micropollutants in effluent.