Toutes les activités humaines génèrent des eaux usées qui doivent être traitées. Les STEP, ou Usines de Traitement des Eaux Usées, sont chargées de traiter ces eaux, provenant à la fois des activités urbaines, industrielles et agricoles. Ce traitement est essentiel pour protéger l'environnement, car le rejet d'eaux usées non traitées peut libérer des substances toxiques qui endommagent les écosystèmes, contaminent les sources d'eau et provoquent des catastrophes écologiques. Une purification adéquate de l’eau est essentielle pour préserver les ressources en eau et garantir la durabilité environnementale.
Aujourd'hui, nous allons approfondir ce que sont les purificateurs d'eau, comment ils fonctionnent, les différents processus de traitement qu'ils effectuent et les avantages qu'ils offrent.
Que sont les purificateurs et comment fonctionnent-ils ?
Une station d'épuration des eaux usées (STEP) est une installation industrielle qui vise à traiter les eaux sales (usées) pour éliminer les contaminants qui y sont présents. Les eaux usées proviennent de diverses sources : urbaines, industrielles et agricoles. Le processus de purification permet à l’eau traitée d’être renvoyée dans les canaux naturels tels que les rivières, les mers ou les lacs, en toute sécurité, sans impact négatif sur l’environnement. Les stations d’épuration jouent également un rôle clé dans la réutilisation de l’eau à des fins agricoles ou industrielles, contribuant ainsi à économiser une ressource indispensable.
Le fonctionnement de ces stations repose sur le découpage du traitement en plusieurs phases. En fonction du niveau d'épuration nécessaire, l'eau peut passer d'un traitement basique à un traitement avancé, dit tertiaire, ce qui la rend même apte à être réutilisée dans certains processus humains.
Nous allons analyser en détail les phases de traitement des eaux usées dans une STEP.
Procédés de traitement de l'eau dans les stations d'épuration
Pour que les eaux usées retournent au milieu naturel, il est nécessaire de les soumettre à une série de traitements visant à éliminer les déchets et les contaminants présents. Selon la nature des eaux usées, les stations d'épuration appliquent différents procédés. Ces phases sont normalement divisées comme suit :
- Prétraitement: Dans cette phase, les gros objets susceptibles d'endommager les équipements de l'usine, comme les branches, le plastique ou les pierres, sont retirés.
- Traitement primaire : Il se concentre sur l’élimination des matières en suspension et des matières flottantes, telles que les graisses et les huiles. Cela peut également impliquer une décantation ou une sédimentation.
- Traitement secondaire: Au cours de cette étape, les contaminants organiques sont éliminés grâce à des processus biologiques au cours desquels des micro-organismes décomposent la matière organique.
- Traitement tertiaire : Un processus avancé qui vise à éliminer les agents pathogènes, les phosphates, les nitrates et autres nutriments qui pourraient encore être présents dans l'eau traitée.
Ensuite, nous allons approfondir chacun de ces traitements.
Prétraitement
Le prétraitement est la première phase réalisée dans une station d'épuration. Sa fonction principale est d'éviter que des objets volumineux et lourds n'endommagent l'équipement utilisé ultérieurement. Au cours de ce processus, les grilles et les tamis retiennent des matériaux tels que des branches, des plastiques et des pierres. Par ailleurs, le poncé, qui consiste à éliminer le sable et autres particules plus lourdes que l’eau. D'un autre côté, le dégraissé Il est chargé d’éliminer les huiles et graisses qui flottent en surface à l’aide de taloches.
Traitement primaire
Le traitement primaire vise à réduire la quantité de matières en suspension dans l'eau. Elle est réalisée à l'aide de décanteurs où les plus grosses particules tombent au fond sous l'action de la gravité, un processus connu sous le nom de sédimentation. Cette méthode est efficace pour éliminer jusqu'à 40 % des matières en suspension. Un processus complémentaire est celui de flottation, qui permet l'élimination de matériaux plus légers tels que les huiles et les graisses, qui n'ont pas été préalablement éliminés lors du prétraitement. Cette phase peut également inclure l'utilisation de produits chimiques pour ajuster le pH de l'eau, un processus connu sous le nom de neutralisation.
Traitement secondaire
Le traitement secondaire utilise principalement des processus biologiques pour éliminer la matière organique restante dans l'eau. Les micro-organismes jouent un rôle clé à cette étape, car ils décomposent la matière organique en eau, biomasse et gaz. Ce processus peut être réalisé dans des conditions d'oxygène (processus aérobies) ou sans oxygène (processus anaérobies).
- Processus aérobies: En injectant de l'air, les micro-organismes aérobies présents dans l'eau décomposent la matière organique, éliminant ainsi les composés azotés et autres éléments qui pourraient provoquer des phénomènes néfastes comme l'eutrophisation.
- Processus anaérobies : Sans la présence d'oxygène, les bactéries anaérobies décomposent la matière organique en générant du méthane, de l'eau et du dioxyde de carbone.
Une technique populaire dans le traitement secondaire est celle de boue activée, où les micro-organismes floculent des particules générant des boues qui doivent être évacuées ultérieurement. Ils mettent également en avant le lits bactériens y el uso de filtres verts, dans lequel une végétation spéciale absorbe les nutriments de l'eau.
Traitement tertiaire
Dans certaines situations, un traitement encore plus fin est nécessaire avant que l’eau puisse être réutilisée ou rejetée dans les plans d’eau. Le traitement tertiaire vise à éliminer les agents pathogènes, les nutriments tels que les nitrates et les phosphates et autres micropolluants. Les processus tertiaires comprennent l'utilisation du rayonnement ultraviolet, la filtration avancée, l'échange d'ions et la désinfection au chlore ou à l'ozone. Dans certains cas, il est utilisé osmose inversée, un procédé qui permet l'élimination des sels dissous dans l'eau.
Traitement des boues
Un sous-produit inévitable du traitement des eaux usées est la génération de boues, un sous-produit généré principalement pendant la phase de décantation. Ceux-ci doivent être gérés correctement pour éviter la pollution de l’environnement. Il existe plusieurs procédés pour traiter ces boues, comme la fermentation anaérobie dans des digesteurs, qui produit du méthane pouvant être utilisé comme biogaz, ou la déshydratation à l'aide de centrifugeuses qui permettent de les utiliser comme engrais.
Avec les progrès continus de la technologie, les stations d’épuration jouent un rôle clé dans la protection de l’environnement et de la santé publique grâce à la purification de l’eau et à la réutilisation des déchets.