Les eaux usées sont des sous-produits contaminés provenant d’activités domestiques, industrielles ou commerciales. Leurs caractéristiques varient selon leur origine, et elles nécessitent un traitement afin de pouvoir être réutilisées ou éliminées en toute sécurité.
L’objectif du traitement des eaux de process est d’éliminer les polluants. Les réglementations environnementales exigent que les effluents soient traités avant leur réutilisation ou leur rejet dans l’environnement. Ce procédé implique généralement une combinaison d’étapes physiques, chimiques et biologiques.
Dans le résumé ci-dessous, vous pouvez découvrir les différentes étapes du traitement des eaux de process, ainsi que le rôle essentiel de la filtration, suivis d’une explication détaillée de chaque phase.
Système de transport des eaux usées : premières étapes du traitement des eaux de process
Le système de transport des eaux usées se compose d’un réseau de canalisations, de conduits et d’équipements destinés à collecter les eaux usées provenant de différentes sources, qu’elles soient industrielles, résidentielles ou commerciales, et de les transporter jusqu’à la station d’épuration.
Dégrillage : protéger les équipements du processus
Le processus de traitement débute par le dégrillage, une étape mécanique visant à éliminer les gros débris présents dans les eaux usées. Cette étape empêche les dommages sur les équipements lors des phases suivantes. Les objets retirés sont envoyés en décheterie, et l’eau est envoyée vers le bassin de décantation.
Traitement primaire : décantation et élimination des boues
Au cours de cette étape, les solides qui se déposent au fond du bassin de décantation forment les boues ou matières organiques. Ces boues sont pompées vers la zone de déshydratation des boues. L’eau clarifiée est ensuite dirigée vers le bassin d’aération pour un traitement supplémentaire.
Bassin d’aération : cœur du traitement biologique
De l’air est injecté dans le bassin d’aération pour favoriser la conversion de l’ammoniac (NH₃) en nitrate (NO₃⁻) et fournir aux bactéries l’oxygène dont elles ont besoin pour se développer. Cette étape biologique est essentielle dans le traitement des eaux de process.
Les bactéries décomposent la matière organique, réduisant la demande biologique en oxygène (DBO).
Trois méthodes d’aération principales sont utilisées :
- Diffuseurs à fines bulles : introduisent de fines bulles d’air dans l’eau, favorisant le transfert d’oxygène et améliorant le contact air-eau.
- Diffuseurs à grosses bulles : permettent un brassage plus efficace et conviennent aux applications standards d’aération.
- Aération de surface : utilisée lorsque de grandes quantités d’oxygène sont nécessaires rapidement, cette méthode augmente la surface d’échange et favorise la diffusion des gaz.
Traitement secondaire : traitement biologique et clarification
Après l’aération, les eaux traitées sont transférées vers des clarificateurs pour le traitement secondaire, où les particules fines (boues activées) se déposent au fond du bassin. Une partie des boues activées est renvoyée vers le bassin d’aération pour poursuivre la dégradation biologique, tandis que l’excédent est éliminé. L’eau clarifiée, désormais pauvre en matière organique, est ensuite dirigée vers la désinfection.
Désinfection : une étape essentielle du procédé
La désinfection est nécessaire pour garantir que l’eau renvoyée dans l’environnement ne dépasse pas les niveaux de bactéries autorisés. L’ajout de chlore est la méthode la plus courante et économique, bien que d’autres procédés comme l’ozonation et les traitements par UV soient parfois utilisés.
Traitement tertiaire et filtration : la phase de finition
Il s’agit de la dernière étape du traitement des eaux usées, également appelée étape de polissage. Le traitement tertiaire vise à éliminer les bactéries, virus, parasites, éléments inorganiques, azote et phosphore, afin que l’eau puisse être rejetée en toute sécurité dans l’environnement ou réutilisée à des fins industrielles ou agricoles.
Selon l’usage final de l’eau, plusieurs méthodes peuvent être appliquées : filtration, coagulation, chloration, ozonation, traitement UV, adsorption sur charbon actif ou échange d’ions.
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Déshydratation des boues : le rôle de la filtration dans la gestion des déchets
Les boues sont les sédiments organiques et inorganiques accumulés durant les différentes étapes du traitement des eaux de process.
La déshydratation réduit leur volume et leur poids en séparant la phase solide de la phase liquide, ce qui facilite leur élimination. Les boues peuvent ensuite être envoyées en décharge, utilisées comme engrais agricoles ou transformées en compost pour l’aménagement paysager.
La filtration joue ici un rôle essentiel, en protégeant les buses de pulvérisation et en assurant le bon fonctionnement du système.
Les avantages du traitement des eaux de process
Comme expliqué ci-dessus, les différentes étapes du traitement des eaux de process visent à éliminer les polluants et à rendre l’eau traitée sûre pour la réutilisation ou le rejet dans l’environnement. Les avantages varient selon la source des eaux usées et leur usage final.
- Réduction de l’impact environnemental
Le traitement élimine les produits chimiques et les bactéries nocifs, rendant l’eau sans danger pour le rejet dans l’environnement. - Moindre pression sur les ressources en eau douce
La réutilisation des eaux traitées pour l’industrie et l’agriculture diminue la dépendance aux réserves d’eau potable, de plus en plus limitées. - Efficacité énergétique accrue
Les boues produites pendant le traitement contiennent des matières biodégradables qui, une fois traitées par des bactéries anaérobies, génèrent un gaz riche en méthane pouvant être utilisé pour produire de l’électricité. - Conformité aux réglementations locales
Les normes de rejet des effluents varient selon les pays et les régions. Le respect de ces réglementations permet d’éviter des amendes coûteuses et de protéger l’environnement.
Vous pouvez en savoir plus sur la mise en œuvre de solutions de filtration pour le traitement tertiaire des eaux usées dans cette étude de cas :
Traitement tertiaire des eaux usées en conteneur, Irlande.
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