Cet article a été co-rédigé avec Monique Henry du CEGEP de St-Laurent (Québec).

Nous avons vu antérieurement que la pollution des eaux est diverse (voir actu,20130402163049,1.html) et qu'il n'est pas facile de la caractériser (voir actu,20130701093447,1.html).

 Dans les villes, les eaux usées proviennent des habitations, des commerces et des établissements industriels. Ces derniers auront normalement fait subir à leurs eaux polluées un traitement adéquat pour qu'elles ne présentent pas de danger pour le réseau et la station d'épuration (STEP).

 Ainsi, les eaux usées urbaines, collectées et évacuées dans des réseaux d'assainissement, ont des spécificités qui permettent de les traiter de manière classique. Dans la STEP, qui se situe en bout de réseau, les eaux usées vont de la sorte être traitées en plusieurs étapes : le prétraitement, le traitement primaire, le traitement secondaire, et dans certains cas, le traitement tertiaire.

Le prétraitement permet d'éliminer les composés indésirables susceptibles de perturber les étapes ultérieures du traitement. Généralement, les équipements utilisés comprennent :

-Dégrilleur(s) pour les déchets grossiers ;

-Dessableur(s) pour les sables ;

-Dégraisseur(s) pour les huiles et les graisses.

Le traitement primaire vise particulièrement les Matières en Suspension (MES), qui sédimentent plus ou moins bien. D'où l'intérêt d'utiliser des bassins de décantation, appelés décanteurs primaires, qui peuvent éliminer jusqu'à 50-60% des MES. On peut améliorer les performances du procédé en ajoutant des réactifs chimiques qui permettent une meilleure coagulation-floculation. On parle alors de traitement physico-chimique.

La pollution dissoute exige un traitement plus poussé. Le traitement secondaire est habituellement un traitement biologique, qui utilise des microorganismes pour dégrader la pollution organique présente dans les eaux résiduaires. Ceux-ci opèrent grâce à l'oxygène qui leur est fourni par un dispositif d'aération.

Cette activité biologique se déroule, dans le système par boues activées par exemple, dans le bassin d'aération. Ensuite, les  microorganismes s'assemblent en flocons et forment des boues, qui vont sédimenter dans le clarificateur ou décanteur secondaire, 2e étape du traitement secondaire. Une partie de ces microorganismes bien acclimatés est recirculée en tête du bassin d'aération.

Dans le procédé par boues activées, système à cultures libres, l'aération permet normalement la nitrification des eaux. Les bactéries responsables de la nitrification sont cependant plus lentes à se développer et le système doit permettre un "âge de boues" suffisant. La dénitrification est aussi possible dans les bassins associés, mais il faut alors ajuster l'aération pour pouvoir la couper régulièrement et obliger les microorganismes à consommer l'oxygène des nitrates.

Dans les réacteurs biologiques séquentiels, les étapes ont lieu successivement dans un seul et même bassin (remplissage, aération, décantation, soutirage).

D'autre part, de nombreux procédés utilisent des cultures "fixées" sur un support et confinées dans un réacteur (MBBR moving bed biofilm reactor ou, en français, réacteur à cultures fixées fluidisées). Enfin, les MBR ou bioréacteurs à membrane associent le traitement biologique et la filtration membranaire... permettant parfois une réutilisation directe de l'eau ainsi épurée !

Quant au traitement tertiaire, il est parfois appliqué dans certaines STEP surtout quand le milieu récepteur des eaux épurées est particulièrement fragile. Il vise souvent à éliminer le phosphore de l'eau. Les procédés physicochimiques sont plus simples que les procédés biologiques : de nombreux phosphates sont peu solubles et on peut donc les faire précipiter en ajoutant (en mélange rapide ou "flash mix ") un sel d'aluminium, de fer ou même de la chaux. Un décanteur supplémentaire est alors requis.

[TECHEAUA]