Utilitaire du traitement de l'eau

Utilitaire du traitement de l’eau

Angélique Renier

Juillet 2010

Actiflo™ Actiflo™

Aérobie est

un

procédé

Désigne un être vivant et/ou un

de

processus

clarification à très grande vitesse

Veolia

Eau

Solutions

métabolisme. Aérobiose

Adoucissement

Conditions

L'adoucissement a pour objectif de

une

termes, de réduire la quantité de

des

lutter

et

riche

en

de

la

dégageant

matière du

gaz

carbonique et de l’eau, le résultat de

contre

appareils

milieu

dégradation

organique

calcaire contenu dans l'eau, afin de

d'un

oxygène (ou en air) qui permettent

réduire la dureté de l'eau, en d'autres

l'entartrage

la

l'énergie qui est nécessaire à son

&

Technologies.

notamment

exigeant

présence d'oxygène afin de produire

développé et breveté en exclusivité par

écologique

cette dégradation est la production de

des

compost.

canalisations. On peut adoucir une eau grâce à un système d'échangeur

Aérosols

d'ions. On appelle aérosol l'ensemble des Aération

très petites particules qui sont en suspension dans l'air. Ces particules

L'aération de l'eau consiste à mettre

peuvent être liquides (brouillard) ou

en contact de façon optimale de l'eau

solides (fumées). Ce terme sert aussi

et de l'air. Les objectifs de l'aération

couramment

sont : élimination de gaz en excès,

certains

exemple la bombe aérosol à peinture.

composés

réducteurs, tel que le fer ou le manganèse.

Il

existe

un

dispersion des particules, comme par

introduction d'oxygène afin d'assurer de

désigner

contenant sous pression réalisant la

lutte contre des odeurs indésirables,

l'oxydation

pour

L’inhalation

plusieurs

est

la

voie

la

plus

commune d'exposition à des produits

systèmes d'aération des eaux.

chimiques sous forme d'aérosol. Les

2

Anaérobiose

aérosols peuvent aussi présenter un danger d'incendie.

Conditions d'un milieu privé d'oxygène (ou sans air) qui permettent une

Agitateur

dégradation de la matière organique

Dispositif utilisé dans l'épuration des

dégageant un mélange de gaz appelé

eaux usées pour introduire un réactif

biogaz composé principalement de

ou

méthane, et produisant un résidu

augmenter

l'oxygénation

par

agitation mécanique.

organique, le digestat.

Alcalinité

Anoxie

Capacité de l'eau à neutraliser des

Condition

acides. Cette propriété dépend entre

d'oxygène libre mais comportant des

autres

en

formes oxydées, comme par exemple

carbonate, bicarbonate et hydroxydes

des nitrates. Cette condition permet la

de l'eau. L'alcalinité se mesure en

dénitrification des eaux.

de

la

milligramme

concentration

par

litre

d'un

milieu

exempt

équivalent Aquazol

carbonate de calcium (mg/l CaCO3).

Carburant de substitution formé d'une Alluvion

émulsion homogène : 13% d’eau +

Sédiment

des

granulométrie

cours liée

au

d'eau,

à

85% de gazole. Il est stabilisé par un

débit,

et

ensemble

d’additifs

organiques

et

composé de galets, de graviers et de

pétroliers non toxiques (2 à 3%) qui

sable en dépôts souvent lenticulaires,

permettent une bonne conservation

la fraction fine correspondant à des

des

argiles et limons.

chimiques du produit tout au long de

caractéristiques

physico-

son cycle industriel. Utilisation et Anaérobie Les

avantage

micro-organismes

peuvent

se

développer

pas

d'investissement,

permet de réduire la teneur en oxyde

anaérobies dans

:

d’azote, de diminuer les particules et

un

de

environnement dépourvu d'oxygène.

réduire

l’opacité

fumées.(traitement de l'air)

3

des

Assainissement (traitement)

Source : CNRS

environ 70 % des matières en suspension. En ajoutant des réactifs chimiques, l'élimination peut atteindre 90 %.

Relevage Lorsque le relief naturel n'est pas adapté, les eaux sont d'abord "relevées" jusqu'au niveau de l'usine de traitement des eaux usées à l'aide d'une vis d'Archimède* ou de pompes.

Traitement biologique en bassin d'aération Il consiste à faire dégrader les matières organiques dissoutes dans l'eau par des micro-organismes (bactéries aérobies). Cette dégradation se fait dans un bassin d'aération où de l'air est insufflé pour activer le travail des bactéries. Cellesci vont consommer les matières polluantes et former, en s'agglomérant, des boues dites biologiques.

Dégrillage L'eau traverse une première grille destinée à arrêter les corps flottants et à éliminer ainsi les plus gros déchets. Dessablage déshuilage Le sable et les graviers se déposent au fond du bassin prévu à cet effet et sont ensuite évacués (dessablage). Grâce à une injection d'air les graisses remontent à la surface où elles sont collectées (déshuilage).

Clarification

Décantation primaire

L'eau est séparée de la boue par décantation dans des bassins appelés "clarificateurs". Cette phase est parfois complétée par une étape destinée à obtenir par lagunage ou filtration sur sable, une dépollution plus poussée.

Les matières en suspension se déposent au fond du bassin pour former les "boues primaires". Celles-ci sont ensuite récupérées par raclage et envoyées dans des épaississeurs. La décantation primaire permet d'éliminer 4

animales ou végétales en l'absence

Bassin de décantation

d'oxygène.

En séjournant un temps dans ce bassin, l’eau chargée en polluants,

Biolix™

issue d'un processus industriels, ou Solution de traitement biologique pour

de la récupération des eaux de

l'élimination des graisses et des

ruissellement, va se débarrasser de

hydrocarbures issus des unités de

ses impuretés en les laissant se

pré-traitement.

déposer au fond du bassin.

Boue activées

Biocapteur Organisme

vivant

qui

capte

Traitement biochimique : introduction

les

de l’eau résiduaire dans un réacteur,

modifications de la qualité de l'air

où

physiquement ou chimiquement.

on

entretient

une

culture

bactérienne (boue active) aérobie en Biocide Un biocide est un produit chimique

Les

bactéricides,

développent

dans

des

se

bassins

des apports d’air

des exemples.

Centrifugation Traitement

Bioaccumulation

traitement

sont accumulés par les organismes parlera

physico-chimique

déstabilisation

Procédé par lequel certains composés

On

bactéries

traiter et d’autre part en oxygène par

les

insecticides et les pesticides en sont

vivants.

Les

alimentés d’une part en eaux usées à

capable de tuer toute forme de vie biologique.

suspension.

des

déchets

complémentaire

: avec

de

la

phase aqueuse. Les résidus sont

de

ensuite incinérés.

bioaccumulation notamment lors de la contamination par les métaux lourds.

Traitement des fumées d'incinération dépoussiérage : les fumées sont

Biogaz

mises en rotation dans un cyclone Le biogaz est le gaz produit par la

provoquant le dépôt des poussières

fermentation de matières organiques

5

par perte de vitesse. C'est une

suspension dans l'eau (colloïdes).

technique de pré-dépoussiérage.

Leur agglomération est alors rendu possible, suivi du phénomène de

Charbon actif

floculation puis de précipitation.

Le charbon actif est un moyen efficace Coagulant

d'affinage lors du traitement de l'eau, notamment en ce qui concerne les

Produit chimique ou organique utilisé

caractéristiques organoleptiques de

afin de favoriser la coagulation des

l'eau (goût, odeur et couleur). Il existe

colloïdes contenus dans l'eau à traiter.

sous forme de poudre ou de granulés.

On peut citer comme coagulant : le

Certains

sulfate

types

de

charbon

sont

d'alumine,

l'aluminate

de

régénérables après utilisation.

sodium, le chlorure ferrique.

Chaulage

Cogénération

Action d'apporter à un substrat ou sol

La cogénération consiste à produire

un amendement calcique (maërl par

en même temps et dans la même

exemple) ou calcimagnésien pour en

installation

prévenir l'acidification.

(chaleur) et de l’énergie mécanique.

de

l’énergie

thermique

L’énergie thermique est utilisée pour Clarification

le chauffage et la production d’eau

Processus d'élimination de la turbidité

chaude

d'un milieu aqueux par décantation

L’énergie mécanique est transformée

des solides en suspension. Il peut être

en énergie électrique grâce à un

accéléré

alternateur. Elle est ensuite revendue

par

ajout

de

réactif

à

provoquant une coagulation.

EDF

à

l’aide

ou

d’un

échangeur.

consommée

par

l’installation.Colloïdes Coagulation Procédé

de

traitement

de

On appelle colloïdes les particules de

l'eau

très petite dimension contenues dans

permettant, par ajout d'un coagulant,

l'eau, dont le diamètre fait entre 1 et

de réduire les charges négatives

100 nanomètres responsables entre

portées par les particules en

autre de la couleur et de la turbidité

6

des eaux de surface. La coagulation-

produit

d'amélioration

floculation à pour but de provoquer la

l'humus

précipitation de telles particules.

resurfaçage ou de couverture de sites

brut,

des

du

sol,

de

matériaux

de

d'enfouissement de déchets. Compost Conductivité

Processus dans lequel les déchets organiques, y compris les déchets

La conductivité d'une eau est sa

alimentaires, le papier et les déchets

capacité à conduire plus ou moins

de

bien un courant électrique la

parcs,

naturellement,

se

décomposent

donnant

un

produit

traversant. La conductivité est

riche en minéraux et idéal pour le

proportionnelle à la concentration

jardinage et l'agriculture, tel qu'un

d’ions présents dans la solution.

DCO et DBO

Décantation

La DCO, Demande Chimique en

Procédé de séparation par gravité des

Oxygène, représente la quantité de

matières

dioxygène nécessaire à l'oxydation de

élimination de solides en suspension

l'ensemble des matières organiques et

de densité supérieure à celle de l’eau

minérales contenues dans l'eau, par

par l’action exclusive de la force de la

oxydoréduction. Cette

gravité.

représentative

de

donnée la

est

solides

sédimentables

:

pollution Décarbonatation : Procédé d'épuration

organique et chimique.

des eaux destiné à éliminer les La DBO, Demande Biochimique en

bicarbonates qu'elles contiennent à

Oxygène, représente le besoin en

l'état dissous :

dioxygène d'une eau pour assurer la •

dégradation biochimique des matières

s'agit de bicarbonates alcalino-

organiques. Si la DBO est trop élevée, cela

peut

aboutir

à

par précipitation à la chaux, s'il

terreux,

une

avec

formation

carbonates insolubles,

désoxygénation de l'eau.

7

de

•

par

échange

d'ions

avec

Dénitrification

dégagement de dioxyde de carbone,

les

chlorures

Traitement

et

processus

sulfates restant en solution.

que

partiellement

d’élimination

de

:

l’azote

présent dans l’eau résiduaire. Les nitrites et les nitrates sont oxydés au

Une eau simplement décarbonatée n'est

physico-chimique

moyen d'azote atmosphérique, non

adoucie

polluant.

puisqu'elle peut toujours contenir des sels de calcium et de magnésium

Désinfection

autres que les carbonates. Opération dont l'objectif est de réduire Décarbonatation

la population microbienne de façon suffisante

La décarbonatation de l'eau consiste à

supprimer

tout

risque

d'infection ou de contamination par

réduire la teneur en calcaire, à l'aide

des organismes pathogènes.

de diverses techniques, pour revenir à une situation de confort des

Digesteur

consommateurs. Un digesteur désigne une cuve qui Il existe aujourd'hui quatre principaux

produit du biogaz grâce à un procédé

procédés de décarbonatation

de méthanisation des matières

collective, qui peuvent traiter tous les

organiques.

débits et types d'eau :

Eau minérale

- les résines échangeuses d'ions ; Les eaux minérales contiennent des

- la décarbonatation électrique ;

minéraux dissous en grande quantité,

- la décarbonatation catalytique.

tels que calcium, magnésium, sodium Déchromatation Traitement réduction hexavalent

et fer. On considère qu'une eau est

physico-chimique des

minérale

:

sels

de

chrome

toxiques

en

chrome

lorsqu'elle

contient

au

minimum 250 parties par million de solide dissout. Les eaux minérales ont la particularité d'avoir une composition

trivalent moins toxique et précipitable

constante dans le temps à la source.

en hydroxyde de chrome

8

Eau potable (traitement) La filtration sur sable élimine les matières encore visibles à l'œil nu. Les filtres à charbon actif retiennent les micropolluants comme les pesticides et consomment une partie de la matière organique "cassée " par l'ozone. Il existe des procédés de filtration encore plus poussés comme la filtration sur membranes. Ozonation L'eau est désinfectée grâce à l'ozone qui a une action bactéricide et antivirus. Ce gaz, mélangé à l'eau, agit aussi sur les matières organiques en les cassant en morceaux. Il améliore également la couleur et la saveur de l'eau.

Dégrillage et tamisage L'eau est d'abord filtrée à travers une simple grille, afin d'arrêter les plus gros déchets présents dans l'eau (feuilles, insectes, particules de plus de 1 mm). Elle passe ensuite dans des tamis à mailles fines retenant les déchets les plus petits.

L'ozone est un gaz légèrement bleuté résulte de la transformation de l'oxygène contenu dans l'air sous l'action de décharges électriques (ou de rayons ultra-violets). Il est fabriqué dans des ozoneurs.

Floculation et décantation Un coagulant est ajouté à l'eau pour rassembler en flocons les déchets encore présents dans l'eau (poussières, particules de terre, œufs de poissons, etc...). Ces flocons, plus lourds que l'eau, se déposent au fond du bassin de décantation et 90 % des matières en suspension sont ainsi éliminées.

Chloration On ajoute du chlore à la sortie de l'usine de production et sur différents points du réseau de distribution afin d'éviter le développement de bactéries et maintenir la qualité de l'eau tout au long de son parcours dans les canalisations.

Filtration L'eau traverse un filtre, lit de sable fin et/ou un filtre à charbon actif.

9

flocons, des particules de colloïdes en

Filtration

suspension dans un solvant. La filtration est un procédé physique permettant de séparer les substances

Floculation

solides en présentes solution dans un La formation d'un floc est amorcée par

liquide.

la coagulation. Afin d'assurer une bonne précipitation, il est nécessaire d'accroître la taille de celui-ci et sa Filtration gravitaire

cohésion. La floculation est en fait la phase

La filtration peut être réalisée en mode "gravitaire"

et

d'agglomération

et

de

précipitation des colloïdes coagulés.

conditionnera

Elle

l'architecture de votre installation. Le

est

facilitée

floculants

filtre est au même niveau que le

(ou

par

l'ajout

adjuvants

de de

floculation), pouvant être d'origine

bassin et la pompe est placée en

minérale ou organique, synthétiques

sortie de filtration.

ou naturels. On peut citer comme floculants

:

la

silice

activée,

la

bentonite, certaines argiles. Flotteur Le flottateur à air dissous est une

Filtre bactérien

technique de traitement des eaux Dans

le

traitement

des

eaux

usées qui permet la séparation des

résiduaires : adhérence des micro-

matières

organismes sur un support ou lit au

séparation

travers duquel passe l’eau résiduaire.

en

suspension.

s'effectue

Cette

grâce

à

l'injection de microbulles d'air dans l'eau à traiter : ces microbulles en

Floculant

remontant à la surface entraînent Substance qui a la propriété de

dans ce mouvement les particules qui

floculer, ou d’agréger sous la forme de

sont ensuite écrémées par un racleur

10

de surface, puis retirées des eaux à

Organica FBR

traiter. Organica FBR est un système de Ce

procédé

est

traitement

combinant

adapté aux eaux polluées par des

écologique

aux

hydrocarbures

traditionnelles d'épuration des eaux

ou

particulièrement

des

graisses,

végétales ou animales. L'industrie

l'ingénierie technologies

usées.

pétrolière utilise principalement ce procédé pour séparer le pétrole de

Osmose inverse

l'eau lors de l'extraction du brut. L'osmose inverse est un procédé de filtration de l'eau. Celui-ci permet de

MBBR AnoxKaldnes™

filtrer toutes les particules dissoutes La technologie MBBR AnoxKaldnes™

ou en suspension dans l'eau. Ce

est fondée sur le principe du biofilm

procédé est également utilisé pour le

actif se développant sur de petits

dessalement de l'eau de mer.

supports en plastique spécialement conçus et maintenus en suspension dans le réacteur. La technologie tire parti

des

avantages

des

boues

activées et des autres systèmes de biofilm (p. ex. biofiltres, biorotors, etc.),

sans

être gênée

par

leurs Oxydation

inconvénients.

L'oxydation est une réaction chimique

Nitrification

lors de laquelle un produit fixe de Traitement

:

l'oxygène. En perdant des électrons,

l’azote

une substance oxydée est alors sous

résiduaire.

sa forme réduite. L'oxydation est un

Lors de la nitrification, l’ammoniaque

phénomène chimique important, par

(NH4+) s’oxyde en se transformant en

exemple pour les êtres vivants lors de

nitrites (NO2-)/nitrates (NO3-).

la production d'énergie (oxydation des

processus présent

physico-chimique d’élimination dans

l’eau

de

sucres, des protéines, etc.). 11

pulvérisation à l’air comprimé, au Percolation

moyen d’une canne placée sur les parois du four. Le débit et la pression

Traitement biochimique : processus consistant

à

faire

passer

résiduaire

à

travers

des

de l’air de pulvérisation garantissent la

l’eau

dispersion des boues sous forme de

filtres

fines gouttelettes et leur répartition

auxquels la biomasse va adhérer. Le

uniforme

remplissage est fait de pierres ou, en

sur

le

lit

d’ordures

ménagères.

général, pour un meilleur rendement, de matériaux plastiques, de façon que

Saphyr™

les micro-organismes adhèrent à la surface

en

formant

une

pellicule

Stabilisation chimique et hygiénisation

autours de ces matériaux.

des boues, pour une suppression durable des odeurs.

Pyrofluid™ Solia™ PYROFLUID® est une solution de traitement d’oxyder

thermique la

permettant

Water

Solutions

&

organique

Technologies a optimisé l’efficacité du

contenue dans les boues d’épuration.

séchage solaire en combinant deux

Elle

processus bien connus, le séchage à

met

matière

Veolia

en

œuvre

un

four

d’incinération à “lit de sable fluidisé”

l’air et la fermentation aérobie.

(maintenu en suspension par un flux d’air

ascendant),

température

porté

d’environ

à

900°C

une

•Sous l’effet du rayonnement solaire

et

et grâce à un système automatisé de

assurant, en quelques secondes, la

retournement des boues

combustion totale des boues.

(SOLIAMIXTM), l’eau est évaporée puis évacuée de la serre par un fort

Pyromix™ PYROMIX®

courant d’air. permet

l’injection

de

•L’étape de fermentation, favorisée

boues pâteuses directement dans le foyer

des

fours

par

d’incinération

le

boues,

d’ordures ménagères, par

retournement accélère

le

régulier

processus

d’évaporation grâce à l’énergie

12

des

dégagée par la réaction d’oxydation de la matière organique présente dans les

boues.

Vitrification Traitement

de

stabilisation

:

La

vitrification consiste à chauffer les déchets à traiter jusqu’à leur fusion (classiquement, à partir de 1400°C). La fusion à haute température des composants propres du déchet et d’éventuels ajouts complémentaires conduit

à

une

fixation

physico-

chimique des polluants dans une matrice vitreuse. Les vitrifiats obtenus sont proches, par leur composition et leur structure, de matériaux naturels type basalte.

13

Sources: •

Glossaire Veolia Environnement

•

Dictionnaire du traitement de l'eau

•

Glossaire sur l’eau et le traitement d’eau

14