Bibliographie & annexes
Quiz & test
Présentation
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RÉSUMÉ
Sont détaillées dans cet article les différentes filières de traitement des eaux résiduaires d’origine domestiques, dites extensives.
Après un chapitre sur les mécanismes en jeu dans ces filières, sont abordées les techniques de traitement des eaux résiduaires suivantes :
- infiltration-percolation ;
- filtre planté à écoulement vertical ;
- filtre planté à écoulement horizontal ;
- lagunage naturel ;
- lagunage aéré.
Suit un chapitre relatif aux traitements tertiaires. Sont abordées les techniques suivantes :
- désinfection par chloration, ozonation ou ultraviolets ;
- oxydants chimiques avancés ;
- déphosphatation par précipitation chimique ;
- Filtration avancée : filtration lente et tamisage ;
- membranes ;
- unités d’échanges d’ions.
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Lire l’articleAuteur(s)
-
Jean-Marc BERLAND : Docteur en sciences et techniques de l’Environnement de l’École nationale des Ponts et Chaussées - Chef de projet sénior à l’Office international de l’eau– Limoges – France
INTRODUCTION
Cet article s’intéresse à un ensemble de procédés de traitement des eaux résiduaires d’origine domestique souvent considérés comme moins conventionnels : les techniques extensives.
Ces techniques se caractérisent par leur manière d’épurer l’eau sans avoir recours à des dispositifs énergivores. Elles exploitent principalement deux systèmes biologiques :
-
le premier est basé sur des cultures de micro-organismes fixées, sur des supports solides dont le grain est de faible dimension (support fin) ;
-
le second utilise des cultures microbiennes dites libres, c’est-à-dire non adhérentes à un support, pour lesquelles la photosynthèse, grâce à l’énergie solaire, joue un rôle essentiel dans la production d’oxygène nécessaire à la décomposition des matières polluantes.
L’avantage significatif de ces installations réside dans leur capacité à fonctionner sans ou avec très peu d’apport d’électricité, ce qui les rend à la fois écologiquement soutenables et économiques. Toutefois, cette règle ne s’applique pas au système de lagunage aéré. En effet, contrairement aux autres méthodes extensives, cette technologie requiert un apport d’énergie externe, indispensable pour le fonctionnement des aérateurs ou des dispositifs d’insufflation d’air, permettant ainsi d’oxygéner l’eau de manière artificielle.
Un autre point distinctif de ces techniques extensives est leur application de charges polluantes par surface particulièrement faibles comparées aux méthodes de traitement dites intensives. C’est cette faible charge surfacique qui permet une épuration qui s’inscrit dans une logique de traitement proche des phénomènes naturels d’autoépuration.
Nous mettons également en avant les avantages et les contraintes associés à leur utilisation, dans une approche qui tend à rechercher des solutions de traitement des eaux usées plus durables et adaptée au contexte local.
Enfin, dans une dernière partie, nous abordons les techniques utilisées pour l’élimination des polluants non dégradés par l’étape biologique, à savoir les traitements tertiaires/complémentaires. Cette partie est commune à la série d’articles réalisée sur le traitement des eaux résiduaires urbaines.
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MOTS-CLÉS
traitement des eaux désinfection eaux résiduaires pollution domestique eaux usées Echange d'ions infiltration-percolation filtre planté lagunage déphosphatation
VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 2014 par Jean-Marc BERLAND
DOI (Digital Object Identifier)
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Cultures fixées
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3. Cultures libres : mécanismes en jeu
Les mécanismes d’épuration utilisant des « cultures libres » s’appuient sur la croissance d’une culture bactérienne majoritairement aérobie, mais pas exclusivement. L’apport en oxygène est assuré par différentes sources selon les installations. Les systèmes de cultures libres extensives sont des procédés qui reproduisent et intensifient certains mécanismes d’autoépuration se produisant naturellement dans les milieux aquatiques.
Cette autoépuration, que nous allons examiner plus en détail, constitue le processus par lequel un écosystème aquatique tels qu’une rivière ou un lac, décompose de manière naturelle les polluants biologiques présents dans l’eau, sans recours à des installations de traitement artificiel.
Différents mécanismes intervenant dans le processus d’autoépuration des eaux usées en milieu aquatique sont en jeu au niveau des cultures libres extensives.
-
La dilution
Lorsque les eaux usées entrent dans un milieu aquatique, elles se mélangent avec une grande quantité d’eau, ce qui réduit la concentration des polluants. Cela n’est absolument pas recherché dans les systèmes extensifs à cultures libres. Cependant cela n’est pas étranger à notre problématique. La dilution de l’effluent en sortie de station de traitement des eaux usées a un impact important dans les mécanismes de contamination du milieu récepteur due à ce rejet.
-
La sédimentation
Les particules lourdes présentes dans les eaux usées peuvent se déposer au fond du corps d’eau en raison de la gravité, les éloignant ainsi de la colonne d’eau où la plupart des organismes vivent. Ce mécanisme est essentiel au niveau des lagunes naturelles comme nous le verrons.
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La dégradation biologique
De nombreux micro-organismes aquatiques, y compris les bactéries, les champignons et certaines algues, peuvent métaboliser ou décomposer les matières organiques contenues dans les eaux usées, y compris les déchets humains et animaux, les restes de végétaux et les substances organiques industrielles. C’est l’un des principaux mécanismes sur lesquels reposent les systèmes extensifs à cultures libres.
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Les processus physico-chimiques
L’exposition au soleil peut contribuer à dégrader certains composés par des réactions d’oxydation. C’est le cas pour les...
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Cultures libres : mécanismes en jeu
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Agence de l’Eau Rhin-Meuse - Procédés d’épuration des petites collectivités du bassin Rhin-Meuse : éléments de comparaison techniques et économiques. - (2007).
-
(2) - ALEXANDRE (O.), BOUTIN (C.), DUCHENE (P.), LAGRANGE (C.), LAKEL (A.), LIENARD (A.), ORDITZ (D.) - Document technique FNDAE n°22 « Filières d'épuration adaptées aux petites collectivités ». - Ministère de l'Agriculture et de la Pêche (1998).
-
(3) - BERLAND (J.M.), BOUTIN (C.), MOLLE (P.), COOPER (P.) - Guide des procédés épuratoires extensifs d'épuration des eaux usées adaptés aux petites collectivités - . OIEau ; Commission Européenne – DGXI (2001).
-
(4) - BOURRIER (R.), SATIN (M.), SELMI (B.) - Guide technique de l'assainissement, - dans Le Moniteur Reference Technique (2017).
-
(5) - BRADU (C.), OLARU (E.-A.), MAGUREANU (M.), CRINI (G.) - Procédés d’oxydation avancée pour le traitement...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Traitement des eaux résiduaires des agglomérations – Filières de traitement intensives.
-
Traitement des eaux résiduaires des agglomérations – Concepts, relèvement et prétraitements.
-
Évacuation des eaux usées, eaux vannes et eaux pluviales dans une maison individuelle.
Eaufrance – Le service public d’information sur l’eau
eCompendium – Outil de planification de solutions d’assainissement pour les différentes phases de l’urgence
https://www.emersan-compendium.org/fr/
EPA – U.S. Environmental Protection Agency – Agence américaine de protection de l'environnement
EPNAC – Groupe national pour la gestion intégrée des eaux urbaines des petites et moyennes collectivités
https://internet6-national-epnac.custom.hub.inrae.fr/presentation
GUIDEnR – L’information HQE
INRAE – Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement
Ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires
https://www.ecologie.gouv.fr/assainissement
Notre-environnement – Portail national pour l’information liée à l’environnement et au développement durable
https://www.notre-environnement.gouv.fr/
RAEVR – Régie...
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