Les stations d'épuration à boues activées

Pour dégrader les matières biodégradables présentes à 95 % dans les eaux usées domestiques, les stations d’épuration à boues activées (représentant 60 % des stations d’épuration en France) utilisent les bactéries contenues dans les eaux usées. Celles-ci une fois concentrées et aérées possèdent la propriété de se regrouper en flocons (boues activées) qui dégradent facilement les composés carbonés. Lorsqu'ils décantent, il est alors possible de les séparer de l’eau épurée. L’azote et le phosphore peuvent également être traités très efficacement en appliquant des règles de conception et gestion technique adaptées.

Enlever la matière organique contenue dans les eaux usées

Le carbone, présent dans toutes les molécules constituant la matière organique (protides, lipides et glucides) est le polluant le plus facilement éliminé. Les boues activées vont s’en nourrir et quelques heures suffisent pour extraire 90 % de la pollution carbonée. Pour agir, elles ont besoin d'oxygène qu'elles consomment. Il faut donc les aérer convenablement. Dans le même temps, ces bactéries débarrassent les eaux usées de 20 à 30 % de l’azote et du phosphore qu’elles contiennent. Pour accroître l’efficacité du traitement de l’azote et du phosphore, des critères de conception et d’exploitation spécifiques doivent être appliqués dans le cas des stations d’épuration les plus performantes.

 

Enlever l’azote et le phosphore contenus dans les eaux usées

L’azote des eaux usées se présente surtout sous forme ammoniacale (NH4+). Le traitement biologique pour l'éliminer est plus long que pour un simple traitement du carbone et les boues activées sont alternativement aérées puis privées d’oxygène. Dans un premier temps, les bactéries nitrifiantes oxydent l’ammoniaque en nitrates (NO3-) puis, en l’absence d’oxygène des bactéries dénitrifiantes réduisent les nitrates en azote gazeux non polluant (N2). Ainsi, plus de 90 % de l’azote peut être éliminé des eaux usées.

 

 

Pour traiter les phosphates, les bactéries doivent d’abord être privées d’oxygène. Certaines d’entre elles (notamment les Acinetobacter) libèrent leurs phosphates intracellulaires dans l'eau sous forme de granulat phosphorique. Lorsqu'on réoxygène le milieu, ces bactéries réabsorbent et stockent le phosphate présent dans l'eau en quantité supérieure à leurs besoins métaboliques : ont dit qu'elles sont déphosphatantes. Le surplus qu'elles stockent leur servira à survivre momentanément dans un milieu privé d'oxygène. Le phosphate se retrouve donc piégé dans les boues activées. De 50 à plus de 60 % du phosphate présent dans les eaux usées domestiques peut être ainsi éliminé. En complément, le phosphore peut également être éliminé par précipitation physico-chimique (ajout d’un coagulant métallique).