Qu’est-ce que le traitement biologique des eaux usées ?

Publié le 12 mai 2022

Le traitement biologique des eaux usées fonctionne grâce à la décomposition des déchets organiques par des micro-organismes. On exploite l’action de bactéries et de micro-organismes pour nettoyer l’eau.

C’est un procédé très courant dans de nombreuses installations de traitement des eaux usées industrielles et municipales. C’est un moyen économique, naturel et écologique de décomposer les contaminants organiques des eaux usées voire même des eaux industrielles.

Le traitement biologique est utilisé dans le monde entier car il est efficace et plus économique que de nombreux procédés mécaniques ou chimiques.

Le principe de base est simple, toutefois il s’agit d’un processus complexe à la croisée de la biologie et de la biochimie.

Les avantages d’une canalisation en acier pour le traitement des eaux usées

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Nos canalisations en acier sont adaptées au transport des eaux usées urbaines, industrielles ou pluviales.

Une canalisation en acier offre de nombreux avantages :

  • grande tolérance aux fortes pressions et à la corrosion
  • grande longévité structurelle
  • solidité exceptionnelle.

Principes de base du traitement biologique des eaux usées

Les eaux usées contiennent une grande variété de matières organiques, des organismes pathogènes, des métaux lourds et des toxines qu’il faut isoler et valoriser le cas échéant.

Le traitement biologique est généralement divisé en deux catégories : les procédés aérobies et anaérobies.

Le terme « aérobie » fait référence à un processus dans lequel l’oxygène est présent, tandis que le terme « anaérobie » décrit un processus dans lequel l’oxygène est absent.

Chaque processus a ses avantages que nous listerons plus bas dans cet article.

Le traitement des eaux usées est souvent utilisé comme un procédé complémentaire pour éliminer les matières restantes après le traitement primaire réalisée au sein d’une usine de traitement. Lors du processus de traitement primaire, les sédiments ou l’huile sont d’abord éliminés.

Traitement aérobie des eaux usées

Les procédés de traitement aérobie des eaux usées ne sont pas nouveaux.

On peut citer par exemple les fosses d’aisance, les fossés d’oxydation ou les lagunes qui existent depuis longtemps mais qui sont peu efficients et pas exempts d’inconvénients : odeur, pollution des sols…

Les systèmes plus modernes utilisent des procédés d’aération par diffusion pour maximiser le transfert d’oxygène et minimiser les odeurs.

L’aération fournit de l’oxygène aux bactéries et autres organismes qui ont pour rôle de décomposer les substances organiques présentes.

Une des méthodes de traitement biologique aérobie la plus courante est le procédé des boues activées. La boue activée se compose surtout d’organismes hétérotrophes, c’est-à-dire qui utilisent des matières organiques et obtiennent de l’énergie par oxydation.

C’est un procédé parfaitement adapté au traitement des flux à forte teneur en matières organiques ou biodégradables comme c’est le cas des eaux usées municipales ou de certaines industries alimentaires.

Les progrès technologiques sont constants dans ce domaine. Ils ont transformé les processus biologiques. Un exemple est le réacteur à biomembrane (MBR) qui utilise 90 % d’énergie en moins pour l’aération, qui est l’étape la plus énergivore du traitement biologique traditionnel.

Traitement anaérobie des eaux usées

Le traitement anaérobie utilise des bactéries pour aider la matière organique à se détériorer dans un environnement sans oxygène.

Le plus connu est la digestion anaérobie exploitée pour nettoyer les effluents chimiques, les déchets agricoles et les eaux usées municipales.

La digestion anaérobie offre un grand avantage : la valorisation énergétique des déchets. La digestion anaérobie est ainsi utilisée pour produire du biogaz, composé principalement de méthane. Ce gaz permet d’alimenter l’usine de traitement qui devient ainsi totalement neutre en consommation électrique, qui en cas d’excès, peut même être revendue.

Traitements supplémentaires des eaux usées

Les traitements biologiques sont souvent complétés par des traitements supplémentaires, comme la chloration et le traitement UV, la filtration au charbon, l’osmose inverse, le sulfate de fer, et l’ultrafiltration dans le but d’obtenir une eau la plus propre possible en fin de cycle.

Avantages de chaque système

Le type de traitement biologique choisi pour le traitement des eaux usées dépend d’un grand nombre de facteurs comme notamment la réglementation en vigueur sur la qualité des rejets dans l’environnement.

Les critères de choix entre un processus aérobie ou un processus anaérobie dépendent de :

  • la concentration en matière organique à éliminer
  • la nécessité d’éliminer l’azote
  • la disponibilité d’espace physique
  • l’investissement initial
  • les coûts de fonctionnement

Les processus aérobies requièrent plus d’espace, sont moins chers à mettre en place et plus onéreux dans leur fonctionnement courant que les systèmes anaérobies.

Il existe des subtilités également dans le choix des technologies de traitement :

  • biomasse fixe ou en suspension
  • réacteurs séquentiels (SBR)
  • réacteurs à biomembrane (MBR)
  • réacteurs à biodisques, biofiltres
  • filtres percolateurs ou à lit mobile (MBBR)

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