Le but de cette page est d'expliquer le fonctionnement d'une station d'épuration qui permet de traiter les eaux usées domestiques et industrielle avant de les rejeter dans un cours d'eau. 

Face aux technologies actuelles, les stations d'épuration ont des visages totalement différents, suivant le volume d'eau à traiter et l'origine des eaux usées (essentiellement domestique ou essentiellement industrielle). Mais les grands principes de l'épuration sont toujours identiques, même si sur certaines stations toutes les étapes ne sont pas présentes, car elles ne sont pas utiles.

Les eaux usées domestiques et industrielles ne peuvent être déversées directement dans les cours d'eau car celles-ci sont polluées. En effet, elles sont constituées d'urine, d'excréments, de produits ménagers, de savon, de lessive qui la rendent dangereuse pour les cours d'eau. 

Les détergents contiennent des phosphates, comme les engrais pour les plantes. Ils favorisent donc la prolifération des algues, qui deviennent alors envahissantes et empêchent les autres espèces aquatiques de vivre (phénomène d'eutrophisation). 

L'urine contient elle aussi de l'azote et du phosphore qui favorisent la formation des algues. 

Les excréments, en plus de l'azote et du phosphore, contiennent aussi des bactéries et virus provoquant des maladies graves comme le choléra et la typhoïde.

C'est à cause de cette pollution qu'il est nécessaire de traiter les eaux avant de les rejeter, grâce à une station d'épuration.

Il existe 2 types de réseaux: Les réseaux collectifs et les réseaux individuels. Le réseau collectif est le réseau d'égout classique que l'on connait en ville et qui relie chaque maison à la station d'épuration. Mais à la campagne, les maisons ne sont pas toujours raccordées aux égouts collectifs. Dans ce cas, elles doivent avoir leur propre petite installation d'assainissement. En général, c'est une fosse toutes eaux (décanteur) et un épandage (traitement). La fosse permet de liquéfier les matières et l'épandage permet grâce aux bactéries du sol de traité les matières carbonées et azotées.

Le réseau collectif quand a lui peut être unitaire ou séparatif. Un réseau unitaire évacue dans une même canalisation les eaux usées domestiques et les eaux pluviales. Il cumule les avantages de l'économie (un seul réseau à construire et à gérer) et de la simplicité (toute erreur de branchement est exclue, par définition) ; mais nécessite de tenir compte des brutales variations de débit des eaux pluviales dans la conception et le dimensionnement des collecteurs et des ouvrages de traitement. Réseau séparant la collecte des eaux domestiques dans un réseau et les eaux pluviales dans un autre. Le système séparatif a l'avantage d'éviter le risque de débordement d'eaux usées dans le milieu naturel lorsqu'il pleut. Il permet de mieux adapter la capacité des stations d'épuration. 

Dans la plupart des villes, c'est le système unitaire qui est utilisé car c'est une configuration de réseau plus ancienne.

Les eaux usées arrivent à la station via les réseaux collectifs.

Ces eaux usées contiennent des matières volumineuses et des déchets de toutes sortes que le dégrillage va piéger pour éviter de boucher et de bloquer les pompes de relevage.

Les eaux usées circulant en sous-sol, il est nécessaire de les relever (c’est-à-dire de les remonter en surface) car les station d’épurations sont construites au sol.

Dans la plupart des stations on ne fait qu’un relevage en entrée et le passage entre bassins se fait ensuite de façon gravitaire.

Ce relevage se fait soit à l’aide de vis de relevage ou de pompes comme sur la photo.

 

Les eaux usées sont aussi contaminées par des graisses (dues à notre alimentation) et de sables. On met donc en place une étape de dessablage-dégraissage qui en 1 bassin permettent de traiter ces 2 éléments: les graisses flottent à l'aide de bulles d'oxygènes et sont raclées en surface, pendant que les sables, plus lourds que l'eau, tombent en fond de bassin (on dit qu'ils décantent) et sont récupérés grâce à un compresseur et un classificateur.

 Cette opération consiste à traiter la pollution carbonée et azotée. La matière dissoute y est transformée en produits décantables grâce à l’action de bactéries. La pollution carbonée est dégradée en conditions d’aérobie. Pendant ce temps, l’azote organique est oxydé en nitrites et nitrates. Puis, en conditions d’anoxie, les nitrates sont réduits en diazote. Les micro-organismes tendent à s’agglomérer entre eux et à former un floc décantable.

Cette ultime étape (du cycle de l'eau) consiste à séparer les flocs de bactéries rassasiés et l’eau épurée. Ces flocs décantent et sont rassemblés au fond du clarificateur grâce à un pont racleur. Ils sont recirculés grâce à des pompes au niveau du bassin de biosorption pour se mélangés aux eaux usées qui sortent du dessableur-dégraisseur.

L’eau épurée  regagne le milieu naturel par surverse.

 Les eaux sont rejetées dans un cours d'eau. Bien que celle-ci ne soit pas claire, elle est d'une qualité correcte pour ne pas polluer les rivières. Avant le rejet, elles sont analysées pour être conforme aux normes de rejet suivantes:

DBO: Demande Biologique en Oxygène ; DCO: Demande Chimique en Oxygène ; MES: Matières En Suspension

Les stations d'épurations ne traitent pas, pour l'instant, les molécules des médicaments (que l'homme rejette dans ses urines). Aucune norme n'oblige les stations à les traiter, et les technologies actuelles ne permettent pas de les récupérer entièrement. En effet, seules le traitement de filtration par membranes permet de supprimer certaines de ces molécules.

 

Ce point pose un problème écologique puisque les rivières regorgent de ces molécules, qui sont absorbées par les animaux vivant dans l'eau. Ainsi, on observe une féminisation des poissons due aux pilules contraceptives.

Cette opération consiste à extraire les boues (constitué des flocs) en excès du bassin d’aération. Les boues subissent un traitement pour diminuer leur teneur en eau. Un polymère est ajouté aux boues avant le traitement afin de favoriser la séparation.

Ces traitements permettent de réduire les volumes de boues à manipuler, et à transporter

• Epaississement: Les boues restent liquides. Ce procédé peut se faire par décantation, par flottation ou par centrifugation.

• Déshydratation: Les boues deviennent pâteuses voire solides. On utilise des filtres-bandes, des filtres-presses ou des centrifugeuses.

• Séchage: Les boues deviennent solides. Ce procédé se fait grâce à des lits de séchage à l'air libre ou par séchage thermique.

Elles sont stockées dans des silos ou sous un hangar.

 Sur nos stations les boues sont valorisées en agriculture.

Une fois par an après analyses pour vérifier leur conformité elles sont épandues dans des champs.