Par Scott Johnson
Mis à jour le 30 août 2022
La mission principale du traitement des eaux usées est de transformer les déchets humains et industriels en un produit sans danger pour l’homme et l’environnement. Les usines de traitement modernes déploient une combinaison de processus physiques, chimiques et biologiques pour éliminer systématiquement les contaminants solides et solutés. Le flux de travail est généralement segmenté en étapes préliminaire, primaire, secondaire, avancée et de désinfection, chacune ciblant progressivement les polluants les plus fins.
Au cours des phases initiales, les solides sont traités par criblage, sédimentation et écrémage. L'étape préliminaire se concentre sur l'élimination des matières grossières, souvent via des tamis mécaniques, tout en visant également à éliminer les particules. Des débits et des vitesses élevés découragent une sédimentation prématurée. Une fois cette étape terminée, l'influent passe à l'étape primaire où le débit est ralenti pour favoriser la sédimentation. Les solides déposés sont grattés du fond, les matériaux flottants sont écumés et une partie substantielle de l'huile, de la graisse et du savon est éliminée.
Le traitement secondaire exploite les processus biologiques aérobies pour décomposer les matières organiques résiduelles, notamment les déchets humains, les résidus alimentaires, les huiles et les savons. Les micro-organismes métabolisent ces matières organiques, convertissant certains solides en masses coagulées plus faciles à séparer. La sédimentation ou la filtration ultérieure élimine la biomasse microbienne de l'effluent. Bien que la plupart des solides soient éliminés, les nutriments tels que l'azote et le phosphore persistent souvent et peuvent nécessiter un traitement supplémentaire.
Des processus avancés ciblent les solides et les nutriments restants qui survivent au traitement secondaire. Celles-ci peuvent être ajoutées sous forme d’étapes discrètes ou intégrées à des étapes antérieures. Les méthodes chimiques éliminent efficacement le phosphore et les métaux lourds, tandis que les voies biologiques sont utilisées pour éliminer l'azote. Des procédures supplémentaires peuvent être nécessaires pour éliminer des contaminants industriels ou agricoles spécifiques. Une étape de filtration finale peut affiner davantage l'effluent en capturant tous les solides résiduels.
La désinfection préserve l'environnement en neutralisant les micro-organismes pathogènes avant le rejet des effluents. Les méthodes courantes incluent la chloration, l'ozone, la lumière ultraviolette ou d'autres désinfectants chimiques. La chloration reste la technique la plus répandue, mais elle laisse du chlore résiduel qui peut nuire aux écosystèmes. Les traitements à l'ozone et aux UV produisent des effluents plus propres et sont de plus en plus adoptés pour leurs avantages écologiques.