Epuration des eaux usées


Généralement, seule une faible fraction de l'eau livrée aux utilisateurs est consommée, c'est à dire non restituée au réseau d'assainissement situé en aval des utilisateurs. Par contre, après utilisation, la qualité de l'eau est profondément modifiée. L'eau usée est généralement échauffée et contient des sels mais surtout des matières susceptibles de se dégrader par oxydation biologique ou chimique. Deux grandeurs sont couramment utilisées pour apprécier ce potentiel de consommation d'oxygène : la DBO et la DCO. Dans les eaux usées d'origine domestique, la DCO est généralement de l'ordre du double ou du triple de la DBO5. Les agences de l'eau évaluent à partir de la DBO5 et de la DCO les matières oxydables par l'expression :

MO = (2 DBO5 + DCO ) / 3

On mesure de plus couramment sur les eaux usées leur teneur en matières en suspension


Schéma d'une station d'épuration


Le traitement primaire ne fait appel qu'à des procédés de séparation physique et vise un premier dégrossissage. Il débute généralement par un dégrillage où des grilles arrêtent les déchets les plus volumineux et se poursuit par une décantation sommaire destinée à séparer les éléments les plus denses qui se déposent (dessablement) et les éléments les plus légers qui flottent (écumage, déshuilage). Ces phases sont suivies d'une seconde décantation, beaucoup plus approfondie. Elle a lieu dans le décanteur primaire où la vitesse de l'eau est pratiquement annulée compte tenu d'un important temps de séjour (plusieurs heures). Les produits de décantation ou boues primaires sont évacuées par gravité ou par raclage vers un traitement spécifique cependant que l'effluent clarifié est dirigé vers le traitement secondaire. Bien conduit, un traitement primaire peut éliminer jusqu'à 75 % des matières en suspension et 35 % des matières oxydables.

Le traitement secondaire est essentiellement une oxydation biologique des matières dissoutes. Les agents de cette oxydation sont des microorganismes, en particulier des bactéries aérobies, susceptibles de se nourrir des matières organiques présentes dans les eaux usées. Les installations de traitement secondaires se présentent donc comme de très vastes cultures bactériennes où l'on met en contact une population bactérienne et l'effluent à traiter en présence d'oxygène. Deux familles de procédés sont utilisés pour ce type de traitement : le procédé des lits bactériens et celui des boues activées.

Dans le procédé des lits bactériens, l'effluent s'écoule sur un empilement de matériaux en grains ou en fragments sur lesquels se développent les colonies microbiennes, en présence d'un contre-courant d'air (ces dispositifs présentent quelques analogies, au moins physiques, avec les sols qui possèdent un important pouvoir épurateur).

Dans le procédé des boues activées les colonies microbiennes se développent au sein même du liquide à épurer, qui doit être constamment agité et surtout abondamment aéré (ce dispositif présente quant à lui des analogies avec l'auto-épuration se déroulant dans les rivières).

Quel que soit le procédé utilisé, lits bactériens ou boues activées les bactéries cassent les molécules organiques complexes en molécules plus simples, en métabolisent une partie et en adsorbent une autre sur leur surface. Ces amas de bactéries et de molécules adsorbées constituent les boues qui se déposeront dans le décanteur secondaire et seront éventuellement recyclées au niveau du décanteur primaire.

Les boues, issues des traitements primaire et secondaire, sont des matières contenant une forte proportion d'eau et de la matière organique vivante ou morte. Ces matières doivent à leur tour être traitées, par oxydation (en milieu aérobie) ou par digestion (en milieu anaérobie) puis séchées ou incinérées. La valorisation de ces boues, notamment par l'agriculture, demeure problématique et il faut le plus souvent, lorsqu'elles n'ont pas été incinérées, les stocker dans des décharges.

On désigne sous le terme général de traitement tertiaire tout traitement allant au delà du traitement secondaire. Il s'agit en pratique d'éliminer, au moins partiellement, les substances fertilisantes (phosphates et nitrates) contenues dans l'effluent, soit de stériliser ce dernier.


Source : P. H. Eaupuscule, 1984, 1998