Eaux usées : caractéristiques, types et assainissement

• BelAass
• 31 janvier 2022
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Les eaux usées (eaux polluées) contiennent plusieurs éléments qui ne les rendent pas propices à la consommation. Ainsi, leur traitement est nécessaire pour les rendre de nouveau propres (à ne pas confondre avec eau potable). Généralement, elles sont évacuées à travers les égouts et doivent passer à travers une station ou un centre de traitement.

 

Afin d’approfondir vos connaissances en termes d’eaux usées, vous pouvez consulter la suite de cet article…

 

I. Caractéristiques des eaux usées

 

Les eaux usées sont caractérisées selon leur composition physique, biologique et chimique.

 

En fonction du niveau de polluants et selon les réglementations locales en vigueur, on peut utiliser un traitement physique, biologique et/ou chimique. On combine généralement les trois traitements pour une meilleure qualité d’eau.

 

Vu la diversité des matières polluantes, les caractéristiques des eaux usées ne sont pas souvent prises en considération pour chaque substance. Ainsi, on réunit les matières qui ont des effets de pollution qui se ressemblent en classes de caractéristiques ou de polluants.

 

Les paramètres physiques

 

• La couleur : les eaux fraîches doivent être brunes et jaunâtres, cependant, elles peuvent devenir noires avec le temps.
• Les matières en suspension : elles sont solides, visibles à l’œil nu et insolubles en suspension dans un liquide.
• La température : pour les eaux usées résiduaires, leur température est corrélée à la température extérieure.
• Turbidité : les eaux usées ont une turbidité plus élevée à cause des matières en suspension.

 

Les caractéristiques chimiques

 

Les eaux usées comprennent divers produits chimiques ayant différentes formes :

 

• Demande chimique en oxygène (DCO) : cela consiste à mesurer la quantité de matières organiques qui se trouve dans les eaux usées selon l’oxygène qui est nécessaire pour les oxyder.

 

• Azote : on le mesure sous ses diverses formes (nitrate, nitrite, ammoniac et azote organique.

 

• Phosphore : on le mesure sous sa forme organique et minérale, le phosphore total.

 

• Chlorures (Cl-)

 

• Sulfates (SO4-2)

 

• Métaux lourds

 

Les caractéristiques biologiques

 

• Demande biochimique en oxygène (DBO) : c’est la quantité d’oxygène qui est nécessaire à la stabilisation de la matière organique au travers de micro-organismes.

 

• Huile et graisse : elles proviennent de produits pétroliers et de déchets alimentaires.

 

• Vie microbienne dans les eaux usées : bactéries, protozoaires, champignons, virus, algues, rotifères, nématodes.

 

II. Les eaux usées domestiques

 

Les eaux usées domestiques proviennent, comme son nom l’indique, des usages domestiques de l’eau. Elles sont généralement porteuses de pollution organique :

 

• Eaux ménagères : elles proviennent généralement des salles de bains et des cuisines et se trouvent chargées de détergents, solvants, graisses, débris organiques…

 

• Eaux-vannes : elles proviennent des rejets des toilettes et contiennent différentes matières organiques azotées ainsi que de germes fécaux.

 

La pollution quotidienne des eaux usées par personne utilisant entre 150 et 200 litres d’eau par jour :

 

• 90 gr de matières minérales ou organiques, sous forme de particules et en suspension dans l’eau
• 57 gr de matières oxydables
• 15 gr de matières azotées
• 4 gr de phosphore (provenant des détergents)
• 0,23 gr de résidus de métaux lourds comme le plomb, l’arsenic, le cadmium, le mercure…
• 0,05 gr de composés tels que le fluor, le brome, le chlore, l’iode…
• 1 à 10 milliards de germes pour chaque 100 ml.

 

III. Les eaux usées industrielles

 

Les eaux usées industrielles se diffèrent des eaux usées domestiques. En effet, leurs caractéristiques ne sont pas les mêmes d’une industrie à l’autre.

 

Outre les matières organiques, phosphorées ou azotées, les eaux industrielles peuvent contenir des produits toxiques, des métaux lourds, des solvants, des hydrocarbures, des micropolluants organiques…

 

Certaines eaux industrielles font l’objet d’un prétraitement avant qu’on les évacue dans les réseaux de collecte.

 

Par ailleurs, elles ne sont mêlées aux eaux domestiques que lorsqu’elles sont exemptes de toute sorte de risque pour le fonctionnement des usines de dépollution ainsi que pour les réseaux de collecte.

 

IV. Les eaux pluviales et de ruissellement

 

Les eaux de pluie contiennent des pollutions et peuvent même représenter une menace de dégradations considérables des cours d’eau, surtout lors des périodes orageuses.

 

Elles contiennent en effet :

 

• Des impuretés provenant du contact de l’air comme les résidus de pesticides et les fumées industrielles,

 

• Et des résidus déposés provenant du ruissellement sur les toits et les chaussées des villes. On cite, par exemple, les huiles de vidange, résidus de pneus, les carburants, les métaux lourds…

 

Lorsque le système d’assainissement utilisé est « unitaire », les eaux pluviales peuvent être mêlées aux eaux domestiques.

 

Si les précipitations sont très fortes, la préservation des installations de dépollution est susceptible de conduire à un déversement de ce mélange dans le milieu naturel.

 

Par ailleurs, dans les milieux urbains, les surfaces rendent les sols imperméables ce qui représente un risque de pollution mais aussi d’inondation.

 

D’autre part, les eaux pluviales peuvent être collectées séparément des eaux domestiques (réseau séparatif).

 

V. L’assainissement des eaux usées domestiques

 

Les eaux usées provenant des habitations doivent être épurées avant qu’on les rejette dans les milieux aquatiques sans risques de pollution. Cela se fait :

 

• En station d’épuration grâce à l’assainissement collectif,

 

• Ou en utilisant des dispositifs autonomes (assainissement non collectif).

 

L’assainissement des effluents (eaux usées d’origine industrielle ou agricole)

 

Les activités agricoles et industrielles génèrent évidemment des eaux usées : l’eau qu’on utilise dans les procédés de fabrication, de lavage des ateliers, de rinçage de produits manufacturés, de lavage des bâtiments d’élevage…

 

L’épuration de ces eaux relève généralement et le plus souvent de la responsabilité de l’exploitant agricole ou industriel. Ce dernier doit être équipé du matériel adapté. Toutefois, il peut signer un contrat avec une station d’épuration proche.

 

Si les eaux se trouvent tellement polluées qu’elles ne permettent pas l’épuration, on doit les éliminer comme déchets dangereux et les envoyer en centre de traitement spécialisé.

 

L’assainissement collectif et l’assainissement non collectif

 

Les eaux usées des habitations sont collectées par un réseau tout-à-l’égout. Par la suite, elles seront acheminées jusqu’à une station d’épuration pour l’épuration. Cependant, dans le cas où les logements sont dispersés sur le territoire, on épure les eaux usées directement sur place au travers l’assainissement non collectif, appelé aussi, assainissement autonome.

 

Un zonage d’assainissement (consultable en mairie) est disponible pour chaque commune et permet de déterminer les milieux où on peut se raccorder à tout-à-l’égout et les zones qui relèvent de l’assainissement non collectif.

 

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Plusieurs traitements afin d’assainir les eaux usées

 

L’assainissement permet de rejeter une eau suffisamment dépolluée dans le milieu naturel afin de préserver l’environnement. Toutefois, cela ne veut pas dire qu’on peut la consommer directement.

 

La première étape en station de traitement collectif est d’enlever les matières en suspension ainsi que les graisses. Pour cela, on utilise différents systèmes, particulièrement, le dégrillage (la filtration sur grille) et la décantation (prétraitement – traitement primaire).

 

La deuxième étape est le traitement secondaire. L’objectif est l’élimination des substances qui sont dissoutes dans l’eau. Pour ce faire, on utilise les principes de l’épuration naturelle pour les optimiser. En effet, l’eau passe à travers un filtre biologique. Ce dernier contient plusieurs micro-organismes qui vivent sur un support adapté (à titre illustratif, du sable). En outre, on peut utiliser d’autres techniques physico-chimiques comme l’ajout de réactif afin d’oxyder les substances dissoutes.

 

Souvent, on rejette les eaux épurées dans le milieu naturel après l’étape de traitement secondaire. Néanmoins, on peut avoir recours à un traitement tertiaire afin d’éliminer les substances phosphorées ou azotées résiduelles. De plus, une autre étape de désinfection est nécessaire si le rejet est prévu dans un milieu qu’on utilise pour la baignade.

 

D’autre part, les systèmes d’assainissement non collectif s’appuient sur le même principe : la sédimentation des particules les plus grosses et par la suite digestion par un filtre biologique. Cependant, souvent, on ne rejette pas l’eau épurée dans les eaux de surface. On les infiltre dans le sol. Ainsi, l’autoépuration du sol permet l’élimination des substances résiduelles.

 

Et les boues d’épuration ?

 

Les systèmes de traitement utilisés dans les stations de traitement engendrent la formation de boues qui se composent de résidus de matières organiques. Celles-ci sont susceptibles d’abriter plusieurs autres substances qui ont été initialement contenues dans les eaux usées. Ces boues doivent être alors collectées et déshydratées. En outre, en fonction de leur composition, on peut les réutiliser.

 

Ainsi, certaines seront épandues de manière directe sur les parcelles pour servir de fertilisants. D’autres permettront d’élaborer du compost, en les mêlant avec des déchets verts ou de la paille. Enfin, certaines boues seront mises en décharge ou incinérées.

 

Un assainissement globalement conforme

 

Afin d’assurer la protection des milieux et de protéger l’environnement, des normes permettent d’encadrer les rejets d’eau propre.

 

Assainissement collectif

 

Ces normes découlent principalement de la directive européenne 91/271/CEE. Cette dernière encadre le traitement des eaux résiduaires urbaines (DERU) :

 

• On exige des niveaux de traitement minimum pour les stations de traitement.
• Les contrôles portent sur l’équipement des stations – soit sur la capacité maximale de traitement – ainsi que sur les performances – soit l’efficacité réelle de la station.
• Dans les zones sensibles au phénomène d’eutrophisation, on doit appliquer des traitements supplémentaires.

 

L’assainissement non collectif

 

Le traitement des eaux usées dans le cas de l’assainissement collectif est régi par deux lois : la loi sur l’eau et les milieux aquatiques de 2006 (appelée loi LEMA) et la loi Grenelle :

 

• Les systèmes d’assainissement doivent faire préalablement l’objet d’une évaluation, notamment, de leur efficacité : ce sont des « filières agréées ».
• Le règlement de service du SPANC se charge de déterminer les droits et devoirs des usagers.
• Le SPANC se charge aussi du contrôle de l’installation de ces filières et doit surveiller également leur bon fonctionnement.