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RÉSUMÉ
Cet article aborde en détail les différentes technologies intensives de traitement des eaux résiduaires urbaines, allant des dispositifs classiques aux systèmes innovants, comme les bioréacteurs à membrane.
Les principes, les règles de conception et de dimensionnement, les avantages et les limites des différentes techniques sont discutés ici.
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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
La directive du Conseil du 21 mai 1991 relative au traitement des eaux résiduaires urbaines (91/271/CEE), aussi appelée Directive eaux résiduaires urbaines (DERU ou directive ERU), a pour objectif de protéger l’environnement de la pollution par les eaux usées provenant des agglomérations. Elle impose aux États membres de l’Union européenne de collecter et de traiter leurs eaux résiduaires urbaines avant de les rejeter dans le milieu naturel.
Les principales exigences de la directive sont les suivantes :
-
collecte et traitement des eaux résiduaires : les agglomérations de différentes tailles sont tenues d’installer des systèmes de collecte des eaux usées. Des voies alternatives, tel que l’assainissement autonome, sont autorisées quand la situation le justifie ;
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normes de traitement : la directive fixe des normes de performance pour les stations de traitement des eaux résiduaires urbaines (STERU), en fonction de la taille des agglomérations et de la sensibilité des zones de réception des eaux traitées ;
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traitement avancé pour les zones sensibles : les eaux résiduaires déversées dans des zones sensibles, telles que les zones eutrophiques ou les zones où la qualité de l’eau est d’une importance particulière, doivent subir un traitement plus poussé ;
-
suivi et rapportage : les États membres doivent surveiller la qualité des eaux réceptrices et des eaux traitées, ainsi que veiller à l’efficacité des systèmes de traitement. Ils sont aussi tenus de rapporter régulièrement à la Commission européenne les progrès réalisés dans la mise en œuvre de la directive.
Pour la France, comme pour d’autres États membres, l’application et le respect de cette directive impliquent des investissements dans les infrastructures de traitement et de collecte des ERU, des contrôles réguliers et l’adaptation de la législation nationale aux exigences européennes. Les enjeux majeurs actuels pour la France concernent notamment l’amélioration des systèmes existants, la réduction des rejets d’eaux non traitées lors d’événements pluviaux exceptionnels, et le développement de solutions durables adaptées aux spécificités territoriales.
La non-conformité avec la directive peut exposer les États membres à des procédures d’infraction et à des amendes substantielles imposées par la Commission européenne.
Le présent article fait partie d’un ensemble de trois articles qui présentent les différentes techniques de traitement des eaux usées permettant de respecter les obligations de la directive ERU.
Le traitement des eaux usées implique une variété de techniques, des plus traditionnelles aux plus avancées, chacune avec ses spécificités et ses contextes d’application.
Sont abordés ici :
-
les traitements physico-chimiques ;
-
les techniques biologiques de traitement intensif.
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MOTS-CLÉS
pollution traitement des eaux Bioréacteur à membranes eaux résiduaires pollution domestique eaux usées
VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 2014 par Jean-Marc BERLAND
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Techniques biologiques de traitement intensif des ERU : les
fondements
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1. Traitements physico-chimiques des eaux résiduaires urbaines
Le traitement physico-chimique de l’eau englobe plusieurs techniques, telles que le brassage et l’aération de l’eau, ainsi que sa clarification par décantation. La méthode la plus répandue dans ce type de traitement est la coagulation-floculation.
Cette technique implique l’ajout de substances coagulantes à l’eau, lesquelles ont la faculté de regrouper les particules en suspension en de gros agrégats. Cela facilite leur élimination ultérieure. Les méthodes habituelles pour séparer ces agrégats, qu’ils soient coagulés ou floculés, incluent principalement la filtration, la décantation au fond du bassin (par action de la gravité) ou l’aéroflottation, qui consiste à envoyer des jets d’air pour amener les particules à la surface de l’eau.
Nous allons examiner cette filière plus en détail.
Cette filière technique requiert l’utilisation de grandes quantités de réactifs, ce qui entraîne des coûts d’exploitation élevés.
De plus, elles éliminent seulement entre 40 et 65 % de la DBO5, ce qui les place en dessous de la plupart des traitements biologiques en termes de performances.
Toutefois, dans le cas spécifique où une déphosphatation approfondie est nécessaire, ce type de procédé s’avère utile.
1.1 Rappel sur les aspects physiques de la coagulation-floculation
La coagulation-floculation est un processus qui vise à accélérer la décantation. Les floculants, permettent la formation de flocs plus solides mécaniquement, capables de résister davantage aux contraintes de cisaillement. Par ailleurs, ces flocs sont de taille plus importante, ce qui facilite également la phase de décantation.
Le mécanisme de décantation est présenté en détail dans l’article C 5 220
HAUT DE PAGE1.2 Élimination...
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Traitements physico-chimiques des eaux résiduaires urbaines
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - EL HACHMI (A.) - Argile et minéraux argileux : propriétés physico-chimiques et propriétés et propriétés colloïdes. - Université Abdelmalek Essaadi – Master fondamentale Chimie (2013).
-
(2) - Agence de l’Eau Rhin-Meuse - Procédés d’épuration des petites collectivités du bassin Rhin-Meuse : éléments de comparaison techniques et économiques. - (2007).
-
(3) - ALEXANDRE (O.), BOUTIN (C.), DUCHENE (P.), LAGRANGE (C.), LAKEL (A.), LIENARD (A.), ORDITZ (D.) - Filières d’épuration adaptées aux petites collectivités. - Document technique FNDAE n°22. Ministère de l’Agriculture et de la pêche (1998).
-
(4) - 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).
-
(5) - CHABAUD (S.) - Influence...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Ateliers d’Occitanie – Traitement des eaux usées et des effluents
https://www.ateliers-occitanie.fr/traitement-eaux-usees-effluents/
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/
https://www.veoliawatertechnologies.com/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
Go2prod – Société de management de transition et de conseil en transformation, projets complexes et innovation (stratégie et projets opérationnels)
GUIDEnR - L’information HQE
INRAE – Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation...
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