Lorsqu’on parle du traitement des eaux usées, il s’agit essentiellement de l’ensemble des techniques ayant pour but de procéder à la dépollution des eaux usées. Il est primordial que l’eau soit débarrassée de toutes substances nocives après son utilisation domestique, commerciale ou industrielle. Le traitement biologique des eaux usées permet donc de les dépolluer afin qu’elles n’altèrent pas la qualité des milieux dans lesquels elles seraient déversées. Cependant, pour garantir la bonne santé des êtres humains et des écosystèmes, un meilleur traitement des eaux usées est indispensable. De façon générale, le traitement des eaux usées peut se faire en collectif dans une station d’épuration.
Avant d’aborder les solutions pour le traitement des eaux usées, rappelons les caractéristiques de ces eaux.
Sommaire
Les caractéristiques des eaux usées
Paramètres physiques des eaux usées
Plusieurs paramètres sont à prendre en considération. Il s’agit de :
- La couleur des eaux : généralement, les eaux usées fraîches sont brunes et jaunâtres et deviennent noires avec l’effet du temps ;
- Les matières en suspension : il est question des matières solides qui sont insolubles et en suspension dans du liquide et perceptible à l’œil nu ;
- La température : en ce qui concerne les eaux résiduaires, elle est corrélée à la température externe bien qu’en étant plus chaude ;
- La turbidité : la turbidité des eaux usées est plus élevée compte tenu des matières en suspension.
Paramètres chimiques des eaux usées
Dans les eaux usées, on dénombre plusieurs produits à caractères chimiques :
- La Demande chimique en Oxygène : encore appelée la DCO, elle est une mesure de la quantité de matières organiques dans les eaux usées si l’on tient compte de l’oxygène utile pour oxyder les matières organiques. L’oxydation est réalisée par voie chimique à travers l’emploi du bichromate de potassium en milieu très acide et vers 150 °C pendant 2 heures. Lorsqu’il s’agit des eaux usées domestiques brutes, près de la moitié de la DCO est sous forme dissoute et l’autre moitié sous forme particulaire ;
- L’azote : l’azote est mesuré sous formes nitrite, nitrate, ammoniac et azote organique ;
- Le phosphore : il est mesuré sous sa forme minérale et organique ;
- Les chlorures ;
- Les sulfates ;
- Les métaux lourds.
Paramètres biologiques des eaux usées
À ce niveau, vous avez :
- La demande biochimique en oxygène (DBO) : la DBO correspond à la quantité d’oxygène indispensable pour faciliter la stabilisation de la matière organique grâce aux micro-organismes ;
- Les huiles et les graisses : ces substances proviennent des rejets alimentaires et des produits pétroliers ;
- Les microbes : dans les eaux usées, on retrouve des microbes tels que les bactéries, les protozoaires, les champignons, les virus, les algues, les rotifères et les nématodes.
Pour le traitement des eaux usées, plusieurs acteurs comme Air Liquide, partenaire en traitement des eaux, interviennent à travers des solutions qui s’adaptent à chaque contexte ou projet.
La neutralisation du pH
Dans l’espace européen, le pH d’une eau rejetée dans un milieu naturel doit être en dessous de 8,5 maximum. Cela permettra de préserver le milieu naturel. Le traitement des eaux usées par processus de neutralisation consiste en effet, à appliquer à l’eau un traitement qui a pour but de lui rendre un pH totalement neutre. Ce type de traitement s’applique généralement pour des eaux ayant une forte concentration d’acides. Notez que lorsque l’eau a une forte teneur en acide, elle crée des dommages sur la santé, mais aussi sur le matériel, c’est-à-dire une corrosion des éléments qui facilitent sa circulation.
La technique de neutralisation des eaux usées emploie un filtre contenant du calcaire qui sert de conduit pour l’eau. Le rôle chimique du calcaire est de neutraliser le gaz carbonique qui est responsable de l’acidité dissout dans l’eau. Cette action permet d’obtenir un pH neutre (autour de 7). Par ailleurs, il est possible de faire la neutralisation des eaux usées produites par l’industrie avant d’être dirigées vers les stations d’épuration. À ce niveau, les eaux usées subissent d’autres traitements pour leur dépollution.
Bon à savoir : notez qu’il n’existe aucun lien entre la technique de neutralisation et celle de l’adoucissement de l’eau. Il s’agit de deux techniques différentes de traitement d’eau qui répondent à des enjeux opposés. La technique d’adoucissement de l’eau vise à empêcher l’entartrage des réseaux par échange ionique sur résine synthétique.
L’oxydation à l’ozone
La technique de l’ozonation est un procédé de traitement chimique par oxydation. L’avantage avec l’ozone est qu’il favorise des actions complémentaires dans la destruction d’un nombre important de micropolluants et l’amélioration des goûts, des odeurs et la destruction des couleurs. En effet, lors du processus de traitement des eaux usées industrielles, domestiques ou municipales, les micropolluants, les tensioactifs, les colorants, la DCO dure présente dans les eaux usées ou les matières organiques nuisibles sont parfois résistants aux systèmes de traitement ou de filtres classiques. Grâce au traitement (oxydation à l’ozone), ces particules sont éliminées. L’oxydation à l’ozone est cependant une technique plus simple, plus rapide et plus rentable.
En résumé, l’utilisation de l’ozone permet de :
- Augmenter le caractère biodégradable avant le traitement biologique. L’ozone permet de convertir les substances chimiques en molécules non nuisibles ;
- Détruire la couleur des eaux usées par une élimination des molécules complexes des colorants ;
- Détruire les tensioactifs : les tensioactifs de synthèse issus de la pétrochimie provoquent souvent des irritations et des allergies de la peau. Il s’agit de polluants étant donné qu’ils sont peu biodégradables qui libèrent des composés chimiques toxiques ;
- Dépolluer et désinfecter les eaux usées beaucoup plus rapidement que les désinfectants ordinaires ;
- Désinfecter les eaux usées tout en diminuant la Demande chimique en Oxygène résiduelle d’au moins 20 % avant leur réutilisation ou leur rejet dans milieux protégés.
Lors du traitement des boues biologiques en excès issues de la digestion anaérobie par exemple, l’ozone permet d’améliorer la déshydratation et l’épaississement des boues avec un effet avantageux sur la production d’odeurs.
La phytoépuration : une solution efficace pour les industries et les collectivités
La technique de la phytoépuration est une solution naturelle qui permet d’épurer les eaux usées. De façon précise, la phytoépuration met en jeu les capacités des plantes. Il s’agit d’une solution de traitement qui a fait ses preuves dans les petites communes de la France.
Outre le fait qu’elle soit inodore et esthétique, la phytoépuration est une solution de traitement naturel et efficace. La gestion des eaux usées ne pose pas d’énormes difficultés dans les grandes villes, car les logements sont reliés à un réseau de tout-à-l’égout. En revanche, dans les zones rurales, ce n’est pas identique. La phytoépuration est en effet adaptée à la gestion des eaux usées dans les campagnes.
La technique de la phytoépuration est basée sur la capacité des écosystèmes aquatiques naturels à procéder à l’épuration de l’eau. Cela se fait par l’interaction entre les plantes, le substrat et les micro-organismes. En l’espèce, il s’agit d’une part, de la rétention physico-chimique des polluants du substrat et d’autre par une biodégradation des polluants facilitée par l’activité microbienne (stimulée par les plantes). On note également la phyto assimilation des polluants des végétaux et le stockage de leur biomasse.
Pour offrir les meilleures conditions épuratoires, le système est doté d’un premier niveau de filtre planté à écoulement vertical suivi d’un second à écoulement horizontal. Les espèces qui sont plantées sont choisies en fonction de leurs propriétés épuratoires et adaptées aux conditions climatiques et éco systémiques.
Bon à savoir : la sélection des éléments (substrats, plantes, micro-organismes) est adaptée à chaque combinaison d’effluents.
La méthode de traitement des eaux usées par phyto épuration permet d’apporter des réponses écologiques afin de répondre aux besoins des particuliers, des collectivités, des industriels et du secteur agricole. Le traitement des eaux usées par le système d’épuration permet de transformer les déchets en ressources potentielles. En effet, la phyto –épuration permet de produire des matières qui seront valorisées. Par exemple, la biomasse produite dans les filtres peut servir comme compost suite à un faucardage annuel. De même, l’eau ainsi épurée peut être utilisée en irrigation souterraine.
En résumé, le traitement des eaux usées constitue l’ensemble des techniques ayant pour but la dépollution des eaux usées avant leur rejet dans le milieu naturel ou pour un second usage. Les eaux usées ne doivent plus être considérées comme des déchets, mais plutôt comme des ressources. Leur traitement constitue un enjeu de santé publique, car à l’échelle mondiale plus de 4000 en bas âge meurent chaque jour de diarrhées en raison de l’absence de traitement des eaux et à un manque d’hygiène. Les eaux usées contiennent généralement des éléments nocifs tels que les matières en suspension, les micro-organismes pathogènes à la base des maladies, les déchets organiques en processus de décomposition, les produits chimiques, etc. Traitées dans les meilleures conditions, il est possible de rendre potable l’eau usée. Les stations de traitement des eaux usées procèdent à un ou plusieurs niveaux de traitements dans le but de débarrasser l’eau des différents polluants avant son évacuation.
