PRÉSENTATION DU PROCÉDÉ

Au cours des dernières années, la législation, la prise de conscience du facteur coût par les secteurs publics et privés et les progrès technologiques en matière de stations d'épuration compactes ont permis le développement de la décentralisation des eaux usées;

Dans les régions peu peuplées ou récemment habitées, une épuration décentralisée des eaux par des stations d'épuration autonomes ou locales peut remplacer avantageusement le réseau de canalisations destiné à alimenter de grosses stations d'épuration.

Les installations décentralisées sont toutefois soumises à des conditions plus sévères que les grosses stations d'épuration, car elles sont d'avantage touchées par les facteurs suivants :

Une arrivée d'eaux usées très variable avec des pointes journalières et le faible volume de tamponnage de l'installation ont pour conséquence des charges hydrauliques par à-coups ;

En ce qui concerne la charge en polluants, les stations d'épuration compactes doivent faire face à des charges maximales mal homogénéisées;

Outre les maxima de charge, les installations décentralisées doivent faire face aux périodes de sous-charge et d'absence de charge (vacances scolaires, variations saisonnières).

Désormais, le bon fonctionnement d'un grand nombre de stations d'épuration compactes et décentralisées a apporté la preuve qu'une épuration sûre et pratique des eaux usées domestiques ou communales est possible avec des équipements modernes grâce aux progrès de la technique des équipements.

Les biofilms sont des pellicules de micro-organismes recouvrant une surface de matières solides ou liquides. Dans la nature, la majeure partie des bactéries (on estime 80% environ) vit dans des biofilms (par exemple sur des pierres, sur le sol ou à la surface de l'eau). Les biofilms se composent de micro-organismes, d'eau, de particules déposées, de matières dissoutes et de substances gélatineuses (substances polymères extracellulaires - EPS) rejetés par les bactéries.

Les micro-organismes vivant dans le biofilm sont mieux protégés que les bactéries en libre suspension dans l'eau. L'immobilisation leur permet de survivre en période de sécheresse, en cas d'à-coup toxique ou de longue pénurie de nourriture.

Des zones aérobies et anaérobies apparaissent côte à côte dans le biofilm, de sorte que les bactéries correspondantes peuvent vivre ensemble sur de très petits espaces. L'ancienneté élevée des boues favorise en outre la formation de spécialistes et de groupes de bactéries qui concourent notamment à la dégradation des matières polluantes. Les dispositions de biofilms sont par conséquent tout à fait appropriés en cas de faibles concentrations de substrat et de substances difficilement dégradables. A titre d'exemple, la figure 1 montre quelques formes de biofilms, telles qu'on les trouve dans les stations d'épuration avec des lits fixes immergés.

Présentation schématique de diverses formes de biofilm

L'utilisation de biofilms est particulièrement adaptée dans l'épuration décentralisée des eaux usées, étant donné que les micro-organismes sont liées à une surface et ne sont donc pas évacués même lors de charges hydrauliques élevées.

Les biofilms avec leur structure ramifiée offrent une très grande surface d'absorption qui retient très bien les maxima de charge, en ce sens que les substances qui ne peuvent pas être traitées immédiatement sont stockées dans le biofilm jusqu'à un certain degré, puis décomposées en période de faible apport de nourriture.

Les populations de micro-organismes ont tendance à s'accroître énormément, ce qui pourrait entraîner une saturation des supports. La biomasse en croissance (boues excédentaires) doit par conséquent être détachée de la surface de colonisation (lit fixe) et évacuée du réacteur biologique. Les systèmes de biofilms classiques (lit bactérien, disques biologiques, etc.) ne peuvent réaliser cela que partiellement, surtout en cas de surcharge de l'installation. Avec des équipements selon la technique EPUR, le problème est résolu en ce sens que le courant produit par l'aération, qui veille à l'approvisionnement d'oxygène et de substances nutritives, sert en même temps à contrôler le biofilm. Les tensions de cisaillement nées de ce courant dans le biofilm disconnectent la biomasse excédentaire. Cette biomasse est alors évacuée du réacteur avec le courant d'eau et récupérée dans la post décantation.

En biomasse fixée avec oxygénation optimalisée et à un stade épuratoire suffisamment avancé, le développement de micro-organismes complémentaires de type protozoaires sera observé. Leur développement aura pour conséquence la diminution du volume de biomasse inerte dont ils se nourrissent. Ce particularisme a entre autres conséquences de contribuer à la faible production de boues résiduaires de tels systèmes.

Les points suivants ont par conséquent été déterminants pour l'élaboration de la technique :

• Exploitation des avantages du procédé biofilm et lit fixe;

• Réduction de la tendance à la saturation des procédés habituels de biofilm;

• Simplification de la technique;

• Exploitation optimale du volume des cuves;

• Mise en contact de toute la surface de la biomasse aérobie avec les eaux usées.

Le lit fixe est composé de treillis tubulaires assemblés en blocs thermosoudés et/ou agrafés avec des agrafes en acier inoxydable.

Le treillis est de forme losangée sur pointes afin d'optimaliser la répartition du micro bullage. Il est fabriqué en POLYETHYLENE HAUTE DENSITE dont la surface a été rendue rugueuse afin d'optimaliser l'accrochage de la biomasse. Le rapport surface développée par m 3 d'eau est de 100 m 2/m 3.

La norme européenne EN 12255-7 (transcrite dans les législations belge et française) confirme d'ailleurs ceci puisqu'elle impose un rapport maximal de 100 m2/m3 pour éviter tout phénomène de bouchage ou de saturation.

Les études scientifiques et les expériences "in situ" ont démontré qu'au-delà de cette dernière valeur se crée un phénomène de bouchage par la biomasse elle-même.

Toutes nos stations d'épuration sont équipées de lit fixe d'une densité de 100 m 2/m 3. Chaque tube de treillis PEHD est extrudé avec un diamètre interne entièrement libre de 55 m/m L'ensemble des tubes assemblés est placé verticalement ce qui aura pour effet :

a) de créer une convection verticale de l'eau au travers de l'ensemble des tubes. Cette convection est générée par le bullage au travers des structures tubulaires. C'est le sens vertical de circulation de l'eau dans le réacteur;

b) de mettre au contact de l'eau à épurer l'ensemble de la biomasse et ce de manière permanente, la biomasse étant elle-même répartie sur l'ensemble du support;

c) d'éviter tout risque de colmatage

1.- par le fait de l'espace tubulaire important (55 m/m) entièrement libre ;

2.- par le fait de la convection verticale de l'eau en circulation permanente au travers des tubulures ce qui aura pour effet complémentaire de cisailler la biomasse excédentaire éventuelle ;

d) d'absorber les maxima de charges.

L'oxygénation est assurée par une ou plusieurs rampes tubulaires de micro bullage placée(s) horizontalement sous le lit fixe.

Ces aérateurs sont composés d'une membrane qualité EPDM permettant d'assurer leur longévité et de maintenir leurs performances.

Le concept de perforation (au laser) interdit toute forme de bouchage, de pénétration d'eau ou de particules, les orifices se refermant sitôt la pression d'air insuffisante.

Leur performance de dissolution de l'oxygène dans l'eau est optimale et scientifiquement démontrée. Plus de 15 ans d'expériences ont démontré la longévité du produit.

L'ensemble "LIT FIXE" et "AERATEURS" forment le "REACTEUR BIOLOGIQUE".