Comment fonctionne une station d'épuration ?

1. Collecte et dégrillage grossier 

Lorsque les eaux usées quittent nos maisons et nos rues, elles voyagent à travers un réseau de canalisations souterraines, un peu comme des autoroutes cachées sous nos pieds. Imaginez un tuyau de la taille d'un enfant (environ 1,50 m de diamètre) enterré à 4,70 m de profondeur. Ce grand collecteur amène toutes ces eaux usées jusqu'à la station d'épuration.
La première étape du processus commence ici, avec un premier dégrillage. Ce système retient les déchets les plus volumineux flottant dans l'eau. Il capture des objets comme des canettes, des bouts de bois, des emballages plastiques, etc. Ces déchets, une fois collectés, sont ensuite retirés pour éviter qu'ils n'endommagent les équipements plus fins qui suivront. C'est une étape cruciale pour s'assurer que le reste du processus de nettoyage peut se dérouler sans encombre.
 

2. Relevage et dégrillage 

Pour permettre aux eaux usées de circuler facilement à travers les différentes étapes de la station, un système de relevage est utilisé. Cela se fait grâce à des vis d'Archimède, qui sont de grandes hélices permettant de soulever l'eau. Par temps sec, une seule vis relève environ 960 m³ d'eaux usées par heure. Lorsqu'il pleut ou qu'il y a un orage, deux autres vis entrent en action, augmentant la capacité de relevage jusqu'à 4 680 m³ par heure.

Ensuite, les eaux usées passent par des dégrilleurs plus fins. Ces dispositifs retiennent les déchets plus petits, comme les morceaux de papier ou les feuilles d'arbres, qui ont échappé au premier dégrillage. Cela permet de nettoyer encore plus l'eau avant qu'elle ne passe aux étapes suivantes du traitement.
 

3. Dessablage et déshuilage 

Les eaux usées arrivent d'abord dans un dessableur circulaire, puis passent dans un déshuileur longitudinal. Ces étapes permettent d'extraire les sables et les huiles/gras présents dans l'eau.

Dans le dessableur, les sables sont extraits par décantation, ce qui signifie qu'ils tombent naturellement au fond du bassin grâce à leur poids. Ces sables sont ensuite lavés et peuvent être réutilisés, par exemple, dans la construction de routes.

Dans le déshuileur, les huiles et les graisses, plus légères que l'eau, remontent naturellement à la surface. De petites bulles d'air sont injectées au fond du bassin, ce qui aide à accélérer ce processus en faisant remonter plus rapidement les graisses. Les graisses flottantes sont ensuite raclées vers une fosse.

Chaque bassin est équipé d'un pont mobile qui fait des allers-retours avec deux raclettes. À l'aller, une raclette de surface retire les huiles et les amène dans une fosse située au bord du bassin. Au retour, une raclette de fond s'abaisse pour récolter le sable tombé au fond par décantation. Les graisses récoltées sont ensuite déposées au recyparc pour traitement et valorisation.

4. Décanteur primaire 

Les eaux usées, maintenant débarrassées des sables et des huiles, sont dirigées vers les décanteurs primaires. Ces bassins longitudinaux ont pour objectif de décanter les boues. L'eau y est laissée au repos pour permettre aux particules en suspension de se déposer au fond ou de remonter à la surface.

Dans ces bassins, une raclette de fond ramène les boues déposées dans une fosse, tandis qu'une raclette de surface élimine les particules flottantes. Ce processus permet de retirer une grande partie des matières solides restantes.

En cas de fortes pluies, des bassins d'orage sont utilisés. Lorsque ces bassins se remplissent, l'excès d'eau est rejeté dans la rivière pour éviter les inondations et permettre à la station de traitement de continuer à fonctionner efficacement.

5. Traitement biologique 

L'eau provenant des décanteurs primaires est relevée par des vis d'Archimède et acheminée vers les bassins de traitement biologique. Bien que cette eau ait été nettoyée de ses polluants physiques (déchets), elle contient encore une quantité importante de pollution organique (ex : hydrocarbure, dioxine, pesticide, etc).

Pour éliminer cette pollution, on utilise le traitement biologique par boues activées. Dans ces bassins, des bactéries présentes dans les boues se nourrissent de la pollution organique. Pour aider ces bactéries à se développer et à proliférer, de l'air est insufflé dans les bassins. L'oxygène apporté par l'air permet aux bactéries de respirer et de se reproduire, ce qui augmente leur capacité à dégrader la pollution organique présente dans l'eau.

6. Clarification et décanteur lamellaire 

Après le traitement biologique, le mélange de boue et d'eau est dirigé vers de grands bassins circulaires à fond conique, appelés clarificateurs. Les bactéries présentes dans le bassin d'aération se sont multipliées et agglutinées en formant des "flocs", des grappes visibles à l'œil nu. Ces flocs, plus lourds que l'eau, coulent vers le fond du bassin.

Dans le clarificateur, une partie des flocs est renvoyée vers le bassin biologique pour continuer le traitement. L'autre partie est récupérée. L'eau clarifiée, débarrassée de la plupart de ses impuretés, peut alors être rejetée dans la rivière.

En parallèle, un traitement tertiaire par décanteur lamellaire est souvent utilisé. Ce système, composé de plaques inclinées, permet d'éliminer des nutriments comme l'azote et le phosphore. Ces éléments, s'ils sont rejetés en trop grande quantité dans les lacs et les rivières, peuvent provoquer une croissance excessive des algues, phénomène connu sous le nom d'eutrophisation. Grâce au décanteur lamellaire, l'eau est encore plus propre et sûre pour l'environnement.
 

7. Traitement des boues

Le traitement des boues vise à valoriser les boues issues des étapes précédentes. Ce processus se déroule en plusieurs étapes, principalement pour déshydrater les boues afin de permettre leur valorisation agricole.

• Epaississement : selon les stations, les boues sont épaissiespour réduire leur teneur en eau. Cela peut se faire par  
  • Décantation : les boues se déposent au fond d'un bassin par gravité.
  • Table d’égouttage : les boues passent sur une sorte de « tapis » perméable au travers lequel l’eau s’égoutte.  
• Méthanisation : Certaines stations, sont équipées d’un méthaniseur où les boues sont chauffées et privées d'oxygène pour favoriser la digestion de la matière organique par des bactéries naturelles. Ce processus de fermentation produit du biogaz, principalement composé de méthane. Ce biogaz est utilisé pour alimenter une chaudière qui produit de l'électricité par cogénération.
• Stabilisation : afin d’assurer la qualité des boues et de réduire les odeurs, celles-ci passent dans des cuves de préparation où de la chaux et du chlorure ferrique sont rajoutés. La chaux augmente le pH des boues, ce qui empêche la croissance des bactéries nuisibles et réduit les odeurs. Le chlorure ferrique élimine les phosphates et aide à préparer les boues pour la déshydratation.
• Déshydratation : après la stabilisation, les boues sont déshydratées pour augmenter leur siccité (teneur en matière sèche), les rendant plus solides. Cette étape est réalisée à l’aide d’un filtre-presse ou d’une centrifugeuses, selon les équipements des stations.
• Valorisation agricole : Les boues déshydratées peuvent être compostées ou utilisées comme amendement agricole sur les champs, permettant de recycler les nutriments présents dans les boues et d'améliorer la fertilité des sols.