typologie des eaux résiduaires

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La maîtrise du traitement des eaux usées (choix des filières de traitement, dimensionnement, modélisa­tion, exploitation) nécessite une connaissance précise du produit à traiter : l’eau résiduaire.

Les caractéristiques de l’eau brute (concentrations, rapports MES / DBO, % MV …) sont très variables selon l’origine de l’eau (type de réseau d’égout, climat, habitudes alimentaires…). Par exemple, le rapport MES / DBO varie d’une valeur inférieure à 1 en Amérique latine à 2 pour certaines eaux résiduaires en Inde, pour une moyenne de 1,2 en France.

En outre, on ne peut se limiter à ces paramètres globaux ( DBO, DCO, MES …) pour décrire la pollution, il faut aussi connaître, le mieux possible, l’état physique et la biodégradabilité de chacune des grandes classes de polluants. Par exemple, concernant les MES : quelle est leur fraction minérale et organique et, parmi cette dernière, le pourcentage de matières facilement biodégradables, lentement biodégradables, voire inertes.

Cela est possible soit à partir de campagnes de mesure couplées à des tests permettant de mieux carac­tériser chacun des grands paramètres de l’eau brute, soit, à défaut, en recourant par analogie à des typolo­gies « standard ».

principes

On cherche à fractionner chaque grande classe de polluant suivant :

  • leur état physique en distinguant les fractions décantables (MES grossières), coagulable (colloïdes), soluble ;
  • leur biodégradabilité en distinguant les fractions facilement (rapidement) biodégradable, difficilement (lentement) biodégradable, inerte (non biodégradable).

Par exemple, on comprend que l’efficacité d’une décantation primaire dépendra directement de l’impor­tance des fractions décantables, l’efficacité d’un traitement physico-chimique dépendra des fractions décan­tables et coagulable ; et on verra à la section cultures libres (boues activées), qu’une dénitrification ou une déphosphatation biologique dépendront elles des fractions facilement assimilables…

Ce faisant, on obtient ainsi les décompositions illustrées par les trois figures ci-dessous : figure 5 ( DCO ), figure 6 ( NK ), figure 7 (P).

Décomposition  DCOImage sécurisée
Figure 5. Décomposition de la DCO
Décomposition du NKImage sécurisée
Figure 6. Décomposition du NK
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Figure 7. Décomposition du P

tests et typologies standard

De nombreux tests permettant de mesurer ces fractions ont été proposé, mais ils restent complexes et souvent difficiles à réaliser surtout sur le terrain.

Le Cirsee et SUEZ ont donc mis au point des tests simples (réalisables hors laboratoire) permettant d’apprécier ces différentes fractions (tableau 3) :

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Tableau 3. Tests de fractionnement des eaux résiduaires

Remarque : le soluble (total auquel on retranche les fractions décantables et coagulables) déterminé par cette approche peut être sensiblement différent du soluble défini par une fitration à 0,45 µm (il se rapproche de celui obtenu après une filtration de 0,1µm).

Grâce à de nombreuses déterminations réalisées sur des effluents divers, il a été possible

  • d’établir des relations entre ces fractions ;
  • d’établir des typologies « standard » d’effluents urbains type, pour les cas où aucune mesure sur site ne peut être réalisée. Ce fractionnement par défaut demande une perpétuelle vérification de la corrélation entre l’estimation et les données disponibles.

Cette étape est d’autant plus importante que la typologie a une influence non négligeable sur le dimen­sionnement de la station, notamment sur l’efficacité de la décantation primaire, les volumes de bassins à mettre en œuvre, la production et la qualité de la boue.