Chaque jour l’absence de traitement d’eau et le manque d’hygiène induit la mort de plus de 4 000 enfants de moins de 5 ans de part le monde. Le premier enjeu de santé public dans le monde est le traitement des eaux usées.
Les eaux usées sont des eaux surchargées qui proviennent de la population mais aussi des commerces et de l’industrie du fait qu’elles ont été employées au nettoyage ou pour les toilettes, si elles ne subissaient pas de traitement elles seraient de nature à polluer les secteurs où elles seront déversées.
C’est pourquoi, des traitements sont effectués sur ces eaux usées par le réseau d’assainissement urbain dans un souci de respect des différents milieux où elles sont répandues.C’est dans une station d’épuration de manière collective ou de manière individuelle que ces traitements peuvent être réalisés.
Il existe des différences plus ou moins importantes dans la manière de mettre en place les processus de traitement mais la plupart des stations de traitement fonctionnent selon les mêmes bases.
Le traitement des eaux usées se divise généralement en plusieurs étapes.
Prétraitement
Le prétraitement consiste à supprimer de l’eau les éléments qui gêneraient les phases suivantes de traitement. Il est constitué de trois étapes principales qui ne sont pas toujours utilisées par toute les stations car seul le dégrillage est utilisé partout, le dessablage et le déshuilage sont les autres étapes.
Dégrillage et tamisage
Dans un premier temps tous les déchets non dissous dans l’eau tel que les branches, les serviettes hygiéniques, les plastiques, etc. vont être retiré de l’eau par le dégrillage et le tamisage. Il n’existe qu’une solution mécanique à ces déchets car ils ne peuvent pas être éliminés par traitement chimique ou biologique. Les eaux chargées vont passer sur plusieurs grilles dont les mailles sont de plus en plus étroites. Pour éviter leur colmatage un système de nettoyage automatique est mis en place.
Dessablage
Par décantation des eaux on va retirer les sables amenés par l’érosion des canalisations ou mélangés par ruissellement. Si le sable n’était pas supprimé, il se déposerait plus loin et provoquerait une usure plus rapide de la mécanique comme les pompes et gênerait au bon fonctionnement de la station.
Dégraissage
Déshuilage par écumage des graisses.
Pour éliminer les huiles c’est le principe de la flottation qui est généralement utilisé.
Pour faire remonter rapidement les graisses en surface on va injecter de fines bulles d’air dans le bassin de déshuilage. On va ensuite racler la surface pour les éliminer.
La plupart du temps on va réaliser dans le même ouvrage le déshuilage et le dessablage en faisant tomber les sables au fond et en faisant remonter les graisses en surfaceLa majeure partie des matières en suspension vont être éliminées par une simple décantation des eaux usées dans le traitement de l’eau primaire.
La décantation de l’eau aura permis à la fin de ce traitement d’éliminer 60 % des matières en suspension.
Traitement secondaire
On utilise le plus souvent la biologie pour le traitement secondaire. Pour favoriser la floculation et la coagulation des boues on va utiliser également un procédé physico-chimique qui va aussi permettre de fixer les phosphates apportés.
Traitement par voie biologique
Traitement des composés organiques
Les composés organiques tels que sucres, graisses, protéines, etc. vont être éliminés par le traitement biologique. Ceux-ci sont nocifs pour l’environnement puisque leur dégradation implique la consommation de dioxygène dissous dans l’eau nécessaire à la survie des animaux aquatiques. Les bactéries responsables de la dégradation des composés organiques sont hétérotrophes. Il faut apporter artificiellement de l’oxygène dans les eaux usées pour accélérer la dégradation des composés organiques.
Nitrification
La nitrification qui est un second degré de traitement peut être atteinte si les réacteurs biologiques ont permis un temps de contact suffisant entre les bactéries et les effluents. Il s’agit de l’oxydation de l’ammoniaque en nitrite, puis en nitrate par des bactéries nitrifiantes. Avant de pouvoir nitrifier on doit d’abord éliminer les composés organiques dans une station d’épuration.
Dénitrification
Une troisième étape qui n’est pas indispensable consiste à dénitrater les nitrates résultants de la nitrification. On peut réaliser cette transformation en pompant une partie de l’eau chargée de nitrates de la fin de traitement biologique et la mélanger à l’eau d’entrée, en début de traitement. La dénitrification se passe dans un réacteur anoxique, en présence de composés organiques et de nitrates. Les nitrates sont réduits en di azote qui s’échappe dans l’air. Dans certaines mers envahies par les algues, les nitrates qui sont des nutriments en sont à l’origine.
