Traiter la pollution par les boues activées

Traiter la pollution par les boues activées
Dans les stations d’épuration biologique, des micro-organismes sont utilisés pour dépolluer les eaux usées
urbaines. Ils forment des boues activées où la pollution sert de nourriture. Si la plupart des stations éliminent
bien la pollution carbonée, l’azote et le phosphore ne sont traités que dans les plus performantes.
En France, chaque habitant produit à lui seul plus de 100 litres d’eaux usées par jour. Elles sont constituées à 95 %
de matières biodégradables. Pour éliminer cette pollution organique, les stations d’épuration vont utiliser des microorganismes qui s’en nourrissent. Ces organismes microscopiques sont surtout constitués de bactéries initialement
présentes dans les eaux usées et maintenues en très grand nombre dans un bassin. L’apparence de la mixture lui a
valu le nom de boues activées.
90 % de l’eau des villes est épurée
En France, 95 % des stations d’épuration comportent un traitement biologique. 60 % fonctionnent selon le principe
des boues activées. Le carbone, présent dans toutes les molécules biologiques (protides, lipides et glucides) est le
polluant le plus éliminé. Les boues activées vont s’en nourrir et quelques heures suffisent pour retirer 90 % de la
pollution carbonée. Une partie est transformée en gaz carbonique et en eau. Le reste permet de reformer de
nouveaux micro-organismes. Pour agir, les boues activées consomment de l’oxygène et il faut donc les aérer
convenablement. Souvent plus de 60 % de l’énergie dépensée dans une station d’épuration est consacrée à l’aération.
Dans le même temps, ces bactéries vont enlever des eaux usées 20 à 30 % d’azote et de phosphore. Pour en éliminer
encore plus, un traitement biologique spécifique sera appliqué dans les stations d’épuration les plus performantes.
L'eau épurée est séparée des boues activées par décantation.
Enlever l’azote et le phosphore
L’azote des eaux usées se présente surtout sous forme ammoniacale (NH4+). Pour enlever la pollution azotée, il faut
un traitement biologique plus long où les boues activées sont alternativement aérées puis privées d’oxygène. Dans un
premier temps, les bactéries nitrifiantes vont oxyder l’ammoniaque en nitrates (NO3-) puis des bactéries
dénitrifiantes prennent le relais pour réduire (en absence d’aération) les nitrates en azote atmosphérique non
polluant (N2). Au bout du compte, 90 % de l’azote est éliminé des eaux usées.
Pour les phosphates, il faut d’abord priver d’oxygène les bactéries afin qu’elles relarguent leurs propres phosphates
intracellulaires. C’est une étape indispensable pour ensuite faire consommer des phosphates en plus grandes
quantités. Dès qu'elles sont à nouveau aérées, les bactéries réabsorbent non seulement leurs phosphates mais aussi
50 à 60 % de ceux apportés par les eaux usées.
Dans les stations d'épuration à boues activées, le phosphore peut également être éliminé par un traitement physicochimique (ajout d'un coagulant métallique).
Quand les bactéries forment des filaments
Une station d’épuration sur deux connaît des problèmes de prolifération de bactéries filamenteuses. C’est leur
principal problème. Comme leur nom l’indique, ces bactéries comportent des filaments perturbant la séparation de
l’eau épurée des boues activées. Elles se développent dès que les conditions deviennent difficiles : carence en
oxygène ou en nutriments par exemple. L’eau épurée est alors riche en bactéries. Environ 40 espèces de bactéries
filamenteuses sont impliquées. Elles sont peu connues et s’avèrent encore difficilement contrôlables.
Une meilleure qualité de l’eau des grands fleuves
La plupart des eaux usées passent par des stations d’épuration aujourd’hui. Résultat, depuis vingt ans, la qualité des
grands cours d’eau français s’est largement améliorée. Certains poissons jusque là disparus réapparaissent dans les
fleuves comme le gardon, la brème, la perche, le chevaine ou l’ablette. A cela, plusieurs raisons : les industries et les
collectivités se sont dotées de stations d’épuration performantes même s’il manque encore certains équipements. En
revanche, en dessous de mille habitants, les procédés utilisés par les grosses stations sont difficiles à exploiter et
souvent trop chers. La gageure pour la recherche consiste à mettre au point de nouveaux procédés, protégeant le
milieu de rejet tout en étant économiquement supportables.