Une station d’épuration est une installation destinée à assainir les eaux usées domestiques, les eaux industrielles et les eaux pluviales avant de les rejeter dans le milieu naturel, généralement un cours d’eau.
Pour ne pas polluer le milieu naturel, les eaux usées sont nettoyées de leurs nombreuses impuretés : matières solides, excréments, huiles et toutes substances dissoutes. La forte concentration de ces déchets rendrait impossible un rejet direct dans le milieu naturel sans générer une pollution plus ou moins importante.
Une station d’épuration est située à l’extrémité d’un réseau de collecte. Elle va utiliser plusieurs processus et dispositifs physiques et biochimiques pour dégrader les matières organiques et les séparer de l’eau.
Le résultat est une « eau propre », qui n’est pas potable, mais qui est d’assez bonne qualité pour être absorbée par l’environnement sans nuisance.
Les eaux usées sont acheminées jusqu’à la station d’épuration par le réseau d’assainissement. Ensuite, elles subissent plusieurs traitements en suivant 5 étapes essentielles :
- un dégrillage
- un dessablage (tamisage) et un dégraissage
- un traitement biologique
- la clarification
- le traitement des boues résiduelles
Le dégrillage : les eaux usées traversent un dégrilleur, c’est-à-dire un tamis rotatif qui les débarrasse des matières solides : mégots, cheveux… Une vis sans fin remonte ces déchets vers une benne en vue de leur évacuation ou de leur incinération.
Le dessablage (tamisage) et le dégraissage : passé le dégrillage, les eaux usées poursuivent leur cheminement. Elles s’écoulent dans un premier bassin appelé dessableur où les matières plus lourdes que l’eau, comme le sable et les graviers, se déposent au fond de la cuve. Ce sable est dirigé vers un classificateur qui permet de l’égoutter. Il est ensuite enfoui.
Les graisses remontent à la surface de la cuve sous grâce à une aération produites par des pompes aératrices qui diffusent de fines bulles d’air, aidant ainsi les graisses à flotter.
Les graisses sont ensuite dirigées vers un concentrateur, puis raclées par un pont automoteur vers des bâches de pompage. Les huiles sont évacuées vers une station de traitement spécifique. L’eau résiduelle est renvoyée dans le système principal de la station d’épuration.
Le traitement biologique : les eaux usées doivent ensuite être débarrassées de leurs composés organiques, de l’azote et du phosphore. Pour y parvenir, on utilise plusieurs bassins où sont développées des bactéries aérobies alimentées en oxygène. Ces bactéries vont digérer et dégrader très rapidement les impuretés pour les transformer en boues.
L’élimination de l’azote ammoniacal (NH4+) se fait avec des traitements bactériologiques de « nitrification-dénitrification ». La nitrification est une transformation par des bactéries de l’azote ammoniacal en nitrates. Puis ces nitrates sont transformés en azote gazeux qui s’échappe naturellement dans l’atmosphère.
L’élimination du phosphore s’obtient par son accumulation dans les cultures bactériennes des boues.
La clarification : il s’agit alors de séparer l’eau des boues issues de la dégradation des matières organiques. C’est une décantation effectuée dans des bassins appelés « clarificateurs ». Les boues se déposent au fond du bassin où elles sont pompées puis évacuées.
L’eau est à ce stade débarrassée de plus de 90 % de ses impuretés. Elle est analysée puis rejetée dans le milieu naturel.
Le traitement des boues
Les boues récupérées doivent être traitées. On distingue deux types de boues :
- les boues primaires issues de la décantation des matières en suspension ;
- les boues secondaires issues d’un résidu dissout par des cultures bactériennes.
Les boues sont stabilisées afin de réduire leur fermentation et atténuer les mauvaises odeurs.
La stabilisation biologique s’effectue dans les bassins d’aération ou dans des digesteurs avec production de biogaz. La stabilisation biologique est le procédé le plus employé en France.
Les boues peuvent aussi passer dans des centrifugeuses qui vont accélérer la séparation de l’eau du reste des composés. La boue résiduelle est acheminée par une vis sans fin vers une benne.
Ces boues sont ensuite utilisées en agriculture comme engrais. Une fois sèches, elles peuvent aussi être incinérées ou mises en décharge.
Une station d’épuration produit environ 2 litres de boues par habitant et par jour.
