Procédés naturel et technique du traitement des eaux usées

Procédés naturel et technique du traitement des eaux usées

Section II :

Traitement des  eaux usées

I: Systèmes naturels, économiques et modernes du traitement des eaux usées

La problématiques à laquelle nous nous intéressons à présent peut être mal comprise et serait contradictoire, si nous considérons la notion de ‘procédé naturel’ au pied de la terre. Les systèmes naturels ne sont en effet pas plus économiques ou non rentables qu’ils ne sont modernes ou démodés.

Par ce terme ‘système naturel de traitement des eaux usées’ sont visés tous ceux qui permettent un traitement sans haute technicité et qui nécessitent peu d’énergie.

Mais actuellement on ne peut pas encore affirmer si ces procédés sont rentables ou non. La question doit être réexaminée pour chaque cas,en prenant compte,chaque fois des paramètres tels que les coûts du sol,de surface,de construction,d’installation de personnel, des moyens de production.

Dans la liste de ces paramètres,on peut rencontrer d’autres paramètres non économiques, comme la sécurité de l’exploitation,la disponibilité de personnel qualifiée.

En fait ces système proviennent de forme anciennes l’expression ‘moderne’ dans la formulation du thèmes fait allusion uniquement,au application de procédés qui aujourd’hui connaissent un certain succès.

1: La différence entre procédés naturel et procédé technique du traitement des eaux usées

Le développement de procédés dit techniques vise à trois objectifs auxquels les procédés dits naturels ne répondent pas, ou seulement de façon insuffisante.

Tout  d’abord l’intensification des processus  d’épuration permet  d’atteindre un meilleur taux d’épuration en mois de temps.

Pour cela on diminue les surfaces nécessaires pour les stations d’épuration et, le cas échéant, les scouts d’investissement pour les bâtiments, ce qui représente beaucoup, en particulier dans le cas de grandes villes ou de grosse  agglomération.

D’autre part les systèmes techniques visent une meilleur régulation des processus et donc une meilleure stabilité. C’est par exemple le cas pour le processus de boues activités par la modification de la concentration en substances solides et du volume de boues re-circulation, ainsi qu’avec la régulation de l’alimentation en oxygène.

Enfin il faut toujours diminuer, dans le cas de procédés naturels,les risques de maladies( maladies transmises par les marches, les souris, les oiseaux etc..) ainsi que les inconvénients d’ordre esthétique comme les odeurs désagréables de purification anaérobie).

Malgré ces avantages des systèmes techniques, on applique tout de même les systèmes naturels sous des conditions déterminées, du fait qu’ils sont d’une mise en application relativement simples que leur volume spécifique important les rend moins sensibles aux fortes fluctuation des débits d’arrivées.

Cela est valable pour une minorité de cas,par exemple en zone rurale et lorsque sur une grande surface,les débits d’eaux résiduaires  industrielles sont faibles et pour les pays en développement ;lorsque la formation de personnel qualifié et la production de matériel technique posent des problèmes.

2: Les procédés naturels de traitement

Les systèmes naturels d’épuration sont des procédés qui existent dans la nature et qui sont reproduits techniquement pour  l’épuration des eaux usées.

Toutes eau  stagnante ou courante est naturellement chargée de substances pollution provenant soit du sol soit de l’air.

Elle s’épuise jusqu’à un certain taux : les particules en suspension sédimentent au fond et les substance diluées sont éliminées par des procédés biologiques. Ce sont ces mêmes procédés que l’on applique dans les étangs de traitement des eaux usées.

Les eaux pluviales et les eaux de  surface s’infiltrent dans le sol sont épurés de leurs substances polluantes par la filtration et par une élimination biologiques lors du passage à travers la couche superficielles,on emploie ces processus dans les procédés d’épuration par le sol.

Les substances nutritives pour les plantes comme le phosphore et l’azote, lorsqu’elles sont présentes dans les eaux résiduaires, peuvent contribuer à une meilleure productivité du sol.

Ces différents procédés s’appliquent différemment selon qu’il s’agit d’une valorisation agricole ou d’une épuration des eaux résiduaires.

Pour ce dernier objectif on utilisera les procédés par irrigation du sous-sol ou les station d’épuration végétales, tendit que pour la valorisation il sera question d’une irrigation des surfaces ainsi que d’une aspersion par les eaux usées.

Les procédés d’irrigation gravitaire a pour but principal l’épuration,et les terrains sont ensuite exploités. Dans tous ces procédés intervient des processus tels que la sédimentation, la filtration et l’oxydation biologique des substances organiques qui dépendent  fortement de la température.

3: Procédés naturels appliqués de nos jours

3.1) Etangs de stabilisation

En première ligne des procédés naturels d’épuration on trouve les étangs de stabilisation ou les étangs d’eau usée. On peut les classer suivant l’objectif d’épuration en4 catégories : étangs de décantation (de dépôts, étangs non aères, étangs aérés, étangs de traitement final.

• Les étangs de dépôts : servent principalement au dépôt des matières qui se libèrent des eaux résiduaire brutes.

Généralement les étangs d’eaux résiduaires sont employés comme première étape d’un procédé. Dans le cas de canalisation unitaire ils peuvent faire fonction de bassins collecteurs.

• Les étangs non aérés d’eau résiduaires ou les étangs d’oxydation sont principalement utilisés pour la diminution des matières organiques dissoutes et non sédimentaires contenues dans les eaux résiduaires brutes et dans les eaux résiduaires sont crées en partie, aux endroits de remplissage et dans les étangs plus profonds, au fond même, ceci surtout  quand il n’y a pas préalablement  un traitement pour les séparation des matières grasses. De ce fait ils qualifiés d’étangs facultatifs anaérobies ou d’étangs facultatifs aérobies.
• Les  étangs aérés d’eaux résiduaires/d’oxydation permettent la diminution des matières organiques dans les eaux résiduaires brutes et décantées, ces étangs sont généralement entièrement aérobie. Ils peuvent être considérés comme phase de traitement biologique complet.

En général, ils possèdent chacun un étangs de près- et post- décantation, contrairement au procédé de boue activée aucun boue de re-circulation n’est pompée de l’étangs de post-décantation.

• Les étangs de traitement final ou étangs d’embellissement,dans la plupart des cas les eaux résiduaires épurées biologiquement, provenant par exemple des installation à boue activité ou des lits bactériens,subissent ici un traitement supplémentaire d’amélioration des qualités et de compensation de concentration.

3.2) Epuration des eaux usées dans des parterres de plantes aquatiques émergents

Un autres des  formes d’épuration naturelle est l’épuration des eaux usées dans des parterres de plantes aquatiques émergentes. Les eaux résiduaires sont conduites vers une partie du terrain occupé par des plantes de marais et l’infiltration doit se faire verticalement ou horizontalement.

Durant le passage de l’eau dans les parterres, les substances contenues dans l’eau sont soit éliminées par l’action simultanée, mais dans des proportions différentes, des processus physique, chimique et biologique, soit fixé dans le sol pour une partie, ou extraites par les plantes. Ainsi ce procédé n’est qu’une variante dans l’application de la méthode ancienne d’épuration par le sol.

L’application de ce procédé prend de multiples figures dans lesquelles on peut différencier trois directions principales, selon la conception des mécanismes dus à l’action des plantes et à l’action du sol.

• Dans le cas des parterres acinaires’, il s’agit d’envoyer  l’eau brute ou le cas échéant l’eau débarrassée de ses boues, dans un terrain comportant non seulement des jours et des réseaux mais aussi d’autre plantes de marais.

La capacité d’épuration est déterminée par la structure de la couche du sol comportant des racines mosaïque de micro parties riches en oxygène et de micro domaine pauvres en oxygène, dans lesquelles s’être plissent et  travaillent des sociétés de micro-organismes respectivement aérobie et anaérobie, une récolte  des plantes n’est pas nécessaire.

Dans le cas de ‘ parterre de joncs et de roseaux’, on achemine, dans un première temps, l’eau brute dans des plante de roseaux ; l’eau de sortie se répond ensuite dans des plante de joncs.

La capacité d’épuration est fixée  en premier lieu en fonction de l’efficacité des mécanismes acinaires des espèces, cela en particulier pour les tapis de joncs. Les joncs comme les réseaux doivent être récolte.

• Pour ce qui concerne ‘ les parterres filtrants’, il est avant le passage de l’eau sur ces parterres, procédé à un prétraitement mécanique.  La réparation des eaux débarrassées de leurs boues doit se faire par les galeries filtrantes peu profondes.

La récolte de l’eau épurée par le passage par le sol doit se faire par des drains collecteurs en position profonde, le principal travail d’épuration est effectué par le sol et l’importance de l’action des micro-organismes du sol est accentuée.

3.3) Traitement du sous sol

Le traitement des eaux résiduaires par introduction dans le sous-sol est un procédé appliqué et règlement depuis longtemps.

Il existe deux types de procédés :

• Dans le cas d’un sol imperméable ou à très faible perméabilité, ou met en place un fossé filtrant : l’eau est conduite dans un tuyau d’amenée d’où elle est épurée par des processus microbiologiques, de là l’eau est acheminée par un drain filtrant plus profonde qui mène l’eau jusqu’au cours d’eau récepteur le plus proche.

Le fossé filtrant doit mesurer au moins 6 m par habitant, être large, au niveau du fond, d’au moins 0.5 m et être profond du 1.25m au minimum.

Les tuyaux d’adduction doivent avoir des lumières de 100 mm de large au moins ; grossier au  de gravier fin, où un processus microbiologique d’épuration a lieu ; l’eau atteint ensuite la nappe d’eau souterrain la plus proche uniquement par infiltration.