différents types de lagunage

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Une station d’épuration par lagunage est en général précédée d’un prétraitement mécanique ou d’un trai­tement complet de type boues activées (on parle alors de lagunage tertiaire). Une filière de lagunage se com­pose d’une succession de bassins où l’on privilégie un type d’écosystème épuratoire spécifique.

Nous retiendrons la terminologie employée au niveau international dans ce domaine.

lagunage anaérobie (A)

La lagune anaérobie peut être utilisée pour traiter les effluents résiduaires urbains ou industriels. La pollution décantable des effluents urbains forme des boues qui sont peu à peu digérées par voie ana­érobie (minéralisation de la matière organique et dégagement de CO2, CH4 et H2S). Il est utilisé en traitement primaire pour éliminer la partie organique décantable des effluents urbains et la pollution organique soluble facilement assimilable des effluents résiduaires industriels (surtout agro-alimentaire).

Du fait des processus de fermentation anaérobie mis en jeu, ce procédé n’est applicable que pour des effluents relativement concentrés (domestiques et industriels) et n’est efficace qu’à partir d’une température de 15 °C et optimale au-delà de 25 °C.

Les risques de nuisances olfactives existent dès que les concentrations en sulfates dépassent quelques dizaines de mg · L–1 (une concentration de 100 mg · L–1 doit être considérée comme haute). Des solutions de couverture des bassins avec ou sans récupération du biogaz sont développées pour éliminer ces nuisances.

Le lagunage anaérobie est envisageable dans des sites suffisamment isolées et sous des conditions cli­matiques favorables de type méditerranéennes à tropicales.

lagunage facultatif (F)

Cette appellation tient au fait que ces lagunes placées en étage primaire ou secondaire font appel à des processus épuratoires aérobies dans la frange liquide et à des processus anaérobies au voisinage du fond où les boues sédimentent. Ces deux zones coexistent avec des importances relatives variables suivant l’apport de pollution.

Les charges organiques appliquées sont telles que l’épuration des effluents est réalisée essentiellement par des bactéries aérobies. L’apport en oxygène nécessaire est assuré essentiellement par la photosyn­thèse des algues, en l’occurrence des microphytes, et secondairement par les échanges air/eau à la surface dépendant des vents. On parle également de lagunes à microphytes car on privilégie le développement des micro-algues.

Le rayonnement solaire est la source d’énergie qui permet cette production algale. Ces algues se dévelop­pent à partir des produits de la dégradation bactérienne et des éléments directement assimilables dans les effluents.
En fait, tout un écosystème composé de bactéries, phytoplancton, zooplancton assure l’épuration.

Le développement de macrophytes (lentilles, roseaux…) n’est pas recherché car il affecte la pénétration de la lumière.

Le lagunage facultatif est le type de lagunage le plus répandu et s’utilise pour des effluents faiblement con­centrés et sous des climats tempérés à tropicaux.

La figure 41 schématise les principaux cycles biologiques se développant dans la lagune.

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Figure 41. Cycles biologiques d’une lagune (d’après CEMAGREF)

lagunage de maturation (M)

Ces lagunes sont également des lagunes à microphytes dont le fonctionnement est proche des lagunes facultatives mais où les conditions sont essentiellement aérobies compte tenu des faibles charges organi­ques appliquées à ce niveau de traitement.

Utilisé en traitement secondaire et surtout tertiaire, ces lagunes assurent une finition/polissage des effluents avant rejet et surtout sont employées à l’abattement des germes de contamination fécale dans une filière lagunage ou après un traitement compact (lagunage tertiaire). Siège d’un développement algal impor­tant notamment en période chaude, la qualité du rejet épuré en est affecté ( MES ) même si les normes pré­voient d’éviter la prise en compte des algues (analyses sur échantillons filtrés).

lagunage à macrophytes (Ma)

Cette fois, l’écosystème comprend des macrophytes ou végétaux macroscopiques qui comprennent des formes libres (ex. : lentilles d’eau, jacinthes d’eau, laitues d’eau…) ou fixées (ex. : roseaux).

Utilisée en traitement secondaire ou tertiaire sur des effluents faiblement concentrés, l’efficacité de ces lagunes n’est pas vraiment démontrée. Cette technique nécessite en effet d’exporter régulièrement la bio­masse produite, opération relativement lourde.

lagunage aéré (Ae)

Version intensive du lagunage, nécessitant une emprise nettement moindre que le lagunage naturel, le lagunage aéré consiste à intensifier l’activité aérobie par un brassage et une aération artificielle par des aéra­teurs mécaniques flottants ou fixes ou une insufflation d’air. Les équilibres biologiques sont voisins de ceux du procédé classique par boues activées. Mais en l’absence de recirculation de biomasse dans le système, la concentration en micro-organismes est faible et la décantation lente.

Appliqué en traitement complet ou en traitement secondaire après un lagunage anaérobie, cette techni­que est adaptée pour des effluents concentrés domestiques et industriels. On privilégie aujourd’hui le lagunage « aéré facultatif » avec une phase d’aération organisée en plusieurs cellules en série.

Les puissances avoisinent 2 à 3 Watts · m–3, les boues sédimentent dans les bassins aérés et subissent une dégradation en partie anaérobie.

La phase d’aération est suivie d’une lagune de finition (voir lagune de maturation) ou de plusieurs lagunes si un abattement des germes est visé.

autres techniques de lagunage

Des techniques dérivées, en création ou réhabilitation d’installations, sont en cours de développement afin de réduire les surfaces d’emprise : aération et brassage partiel, alimentation étagée, recirculation d’effluent épuré chargé en algues…