Types de traitement des eaux usées

Premièrement, les eaux usées sont collectées par une série de tubes de collecte qui les envoient aux Stations d’Épuration des Eaux (STEP) où elles seront soumises à différents traitements pour les purifier. Dans ces stations, ils restent généralement 24 à 48 heures en moyenne avant d’être renvoyés vers leur canal de réception, qu’il s’agisse d’une rivière, d’un réservoir ou même de la mer. Une fois entrés dans les STEP, ils sont soumis à :

• Le prétraitement, qui consiste à éliminer les solides plus gros tels que les sables et les huiles.
• Traitement primaire.
• Traitement secondaire, au cas où vous souhaiteriez purifier encore plus l’eau
• Enfin, un traitement tertiaire est effectué lorsque l’eau est rejetée dans des espaces protégés, car en raison de son coût, il n’est normalement pas effectué. Ces traitements sont expliqués ci-dessous.

Le traitement primaire consiste en un ensemble de processus physico-chimiques appliqués pour réduire la teneur en particules en suspension dans l’eau. Ces matières en suspension peuvent être décantables ou flottantes. Les premiers sont capables d’atteindre le fond après un court laps de temps tandis que les seconds sont constitués de très petites particules (moins de 10 microns) intégrées dans l’eau, elles ne sont donc pas capables de flotter ou de se déposer et d’autres techniques sont nécessaires pour les éliminer.

Certaines des méthodes de purification des eaux usées sont les suivantes :

• Sédimentation: processus par lequel les particules tombent au fond grâce à l’action de la gravité. Jusqu’à 40 % des matières solides contenues dans l’eau peuvent être éliminées. Ce processus se déroule dans des réservoirs appelés décanteurs.
• Flottation: Il s’agit de l’élimination des mousses, des graisses et des huiles puisque, en raison de leur faible densité, elles se trouvent dans la couche superficielle de l’eau. On peut également éliminer les particules de faible densité, pour lesquelles des bulles d’air sont injectées, facilitant leur remontée. Avec la flottation, jusqu’à 75 % des particules en suspension pourraient être éliminées. Cela se produit dans d’autres réservoirs appelés flotteurs à air dissous.
• Neutralisation: Il s’agit de normaliser le pH, c’est-à-dire de l’ajuster à une valeur comprise entre 6 et 8,5, ce qui est généralement la valeur de l’eau. Dans le cas d’eaux usées acides (pH faible) comme celles contenant des métaux lourds, des substances alcalines (pH élevé) sont ajoutées pour augmenter le pH de l’eau. Au contraire, dans les eaux usées alcalines, le CO2 est généralement introduit de manière à ce que le pH de l’eau diminue jusqu’à des valeurs normales.
• Autres processus : Pour obtenir une meilleure épuration des eaux usées, d’autres techniques peuvent être appliquées comme l’utilisation de fosses septiques, de lagunages, de filtres verts ou d’autres procédés chimiques (échange d’ions, oxydation, réduction, etc.).

Le traitement secondaire consiste en un ensemble de processus biologiques visant à éliminer les matières organiques présentes dans les eaux usées. Ces processus biologiques constituent le travail effectué par certaines bactéries et micro-organismes et reposent sur la transformation de la matière organique en biomasse cellulaire, énergie, gaz et eau. Ce traitement est efficace à 90%.

Plusieurs processus peuvent être distingués, aérobies et anaérobies :

• Les processus aérobies sont réalisés en présence d’oxygène, il est donc nécessaire de l’introduire dans les réservoirs où se trouvent les eaux usées. Dans cette étape se produit une partie de la dégradation de la matière organique, d’où sont libérés de l’eau et du CO2, ainsi que l’élimination des produits azotés. L’ammonium, dérivé de l’azote très toxique, est transformé en nitrate lors d’une réaction appelée nitrification. Or, le nitrate, bien qu’il ne soit plus toxique, est une forme d’azote assimilable et, par conséquent, pourrait provoquer une prolifération d’algues et un enrichissement en nutriments de l’eau du milieu récepteur (eutrophisation), de sorte que par dénitrification, il se transforme en azote et est rejeté dans l’atmosphère.
• Au contraire, les processus anaérobies se déroulent en l’absence d’oxygène. Au cours de ce processus, des réactions fermentaires se produisent au cours desquelles la matière organique est transformée en énergie, en méthane et en dioxyde de carbone.

Vous trouverez ci-dessous quelques méthodes de purification des eaux usées :

• Boues actives : Il s’agit d’un processus aérobie qui consiste à ajouter des flocs ou des morceaux de matière organique contenant des micro-organismes aux eaux usées et à infiltrer constamment de l’oxygène pour que les réactions se produisent.
• Lits bactériens : processus aérobie. Ce sont des supports où se trouvent les micro-organismes et l’eau résiduelle est ajoutée en petites quantités pour maintenir des conditions aérobies.
• Ffiltres verts : Ce sont des cultures irriguées avec des eaux usées car elles ont la capacité d’absorber ses composés.
• Digestion anaérobie : Il s’agit d’un processus anaérobie réalisé dans des cuves complètement fermées. On utilise principalement des bactéries qui produisent de l’acide et du méthane lorsqu’elles dégradent la matière organique.
• Autres: biodisques, biocylindres, électrocoagulation, électrooxydation, réacteur biologique à membrane, etc.

Le traitement tertiaire consiste principalement à l’élimination des agents pathogènes, notamment des bactéries fécales, et des nutriments. Ce traitement est facultatif et est normalement effectué lorsque l’eau doit être réutilisée, comme dans les jardins ou autres espaces publics afin qu’ils ne présentent pas de danger pour la santé humaine, ou dans le cas où les canaux de réception sont situés dans des espaces protégés ou avec une eau de haute qualité. Les procédés de traitement des eaux usées les plus courants sont les suivants :

• Rayonnement ultraviolet : Pour être appliquée, l’eau doit être très claire et sans beaucoup de particules dissoutes afin que la lumière puisse atteindre partout. Le rayonnement ultraviolet empêche la reproduction des micro-organismes et les empêche de développer leur capacité d’infection. Il est capable d’éliminer environ 99 % des micro-organismes.
• Échange d’ions : Technique utilisée pour éliminer les sels en faibles concentrations et pour ce faire, on utilise des résines capables de retenir temporairement les ions.
• Osmose inverse : Elle consiste à éliminer les sels en faisant passer l’eau d’une solution plus concentrée à une solution plus diluée.
• Filtration: Il consiste en l’élimination des particules organiques qui n’ont pu être extraites lors des traitements précédents. Pour cela, du sable et du gravier sont utilisés.
• Chloration : Elle consiste en l’élimination des micro-organismes grâce à l’application de produits chlorés. De plus, ils contribuent à l’élimination de l’ammonium et empêchent l’oxydation des éléments inorganiques.

Il ne s’agit que d’une petite partie des procédés normalement utilisés dans les stations d’épuration, mais de nouvelles techniques sont actuellement recherchées pour rendre la purification de l’eau moins coûteuse et plus complète. De plus, tout ce qui est expliqué dans cet article se concentre sur la conduite d’eau des stations d’épuration ; en parallèle, il existe une ligne de boues dans laquelle les déchets solides extraits des eaux usées sont traités et purifiés.

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