Traitement des eaux uses par lagunage

Le lagunage est un systme detraitement des eauxqui se sert des mcanismes naturels de lenvironnement o leau est pure par des communauts de micro-organismes varis.

Lpuration par lagunage naturel repose sur la prsence de bactries arobies en cultures libres et dalgues. Loxygne ncessaire la respiration bactrienne est produit par des vgtaux en prsence de rayonnement lumineux.

Principe et Fonctionnement

Les bactries prsentent dans le systme consomment la pollution dissoute dans leau pour respirer. Loxygne est produit grce aux mcanismes photosynthtiques des algues qui poussent et se dveloppent grce aux engrais quapportent les eaux dgout.Ces eaux traversent trois bassins successifs denviron un mtre de profondeur.-Lors de larrive dans le premier bassin o les bactries prolifrent, la partie organique des eaux uses va tre dgrade pour produire des lments nutritifs. Ces bactries consomment de loxygne et produisent du CO2. Les particules lourdes dcantent dans ce premier bassin et saccumulent sous forme de boues au fond du bassin ( vacuer aprs 10ans, peut tre pandu dans les terrains agricoles).-Lors de larrive dans le second bassin, les eaux uses sont en prsence de sels nutritifs, de soleil et de CO2. Le phytoplancton se dveloppe et produit ici de loxygne. Les bactries pathognes sont limines.-Le zooplancton se dveloppe dans le troisime bassin. Il se nourrit avec le phytoplancton produit dans le second bassin et de bactries. Il consomme de loxygne. La clarification de leau peut tre assure par le dveloppement de petits crustacs.

Les Ractions

La dgradation et loxydation des matires polluantes seffectue grce aux actions de loxygne, des algues et de la microflore :

eaux uses + oxygne => boues + effluent trait

La transformation arobie se modlise comme suit :

acides amins => CO2 + NH3 (ammoniac)

(CH2O)n + n O2=> n CO2 + n H2O

azote dorigine organique (N) => NH3 => NO2 (dioxyde dazote) => NO3- (nitrate)

soufre dorigine organique (S) => SO42- (sulfates)

phosphore dorigine organique (P) => H3PO4 (acide phosphorique) => PO42-(phosphate)

Il existe deux zones dans la lagune qui dtermine lactivit microbienne :-La zone suprieure o la dgradation est facilite (production de CO2, H2O, phosphates et sulfates).-La zone infrieure ou la matire organique se stabilise dans la couche sous-jacente laction des bactries anarobies o elle sera dgrade en lments simples qui remonteront dans la partie suprieure.

Cintique et Performance:Les contraintes et domaines dapplication aux collectivits et sur lenvironnement se dfinissent comme suit :

Pour les collectivits de 250 2000 EH (quivalent habitant) maximum

Seulement applicable aux eaux rsiduaires domestiques uniquement et faiblement concentres (DB05 < 300mgO2/l).

Une nature de sol peu permable

Espaces suffisants pour lamnagement

Exploitations lourdes prvoir (lors du curage par exemple)

En ce qui concerne les performances de la mthode, ici, le DB05 ne sera pas mesurable du fait de la prsence dalgues lors de la mesure du paramtre (mme si leau est filtre).La matire en suspension (MES) sera infrieure 150mg/l. Llimination de lazote global et du phosphore seront en moyenne de 60 70% dpendant de lge de linstallation et de laccumulation des boues. Pour les germes pathognes, on observe que le lagunage fournit souvent une qualit bactriologique compatible un rejet pour les eaux de baignade.

Le lagunage macrophytes et le lagunage ar

Pour le lagunage macrophytes, on implante gnralement des vgtaux (roseaux,) dans les bassins deux et trois. Les performances sont gnralement comparables un lagunage standard avec un opration annuelle sur les macrophytes raliser la fin de chaque t par des entreprises spcialises.Le lagunage ar diffre du lagunage standard par un systme daration lectromcanique install dans le premier bassin pour faciliter le transfert de loxygne. Les deux autres bassins tant ici des lagunes de dcantation. Les performances obtenues sont lgrement suprieures celles dun lagunage naturel.

Avantages et Inconvnients du lagunage

Avantages

Bonne limination de la pollution bactriologique

Efficace sur des effluents peu concentrs

Bonne ractivit des variations de charges polluantes

Trs faible consommation nergtique

Bonne intgration paysagre

Exploitation simple

Inconvnients

Performances puratrices faibles

Sensible aux effluents concentrs

Besoin en surface important

Entretien des berges des bassins

Curage tous les 10ans

Possibilit daltration du traitement au cours du temps

Pas de matrise humaine du processus

Dimensionnement et Construction

On utilise le lagunage depuis 25 en France. Les observations bases sur ce retour dexprience nous aident dans la construction des lagunes. Il est recommand une surface de bassin de 12m par EH.Les bassins doivent respectivement reprsenter 60, 20 et 20% de la surface totale. La profondeur denviron un mtre est ncessaire afin dviter la pousse des vgtaux comme les macrophytes, permette une oxygnation suffisante et viter leutrophie des eaux et limiter la stratification thermique.

La construction

Les digues doivent tre assez larges pour permettre la circulation dengins lourds (4m).

Un foss de drainage des eaux de ruissellement tout autour du bassin est ncessaire.

On effectue un prtraitement afin de piger les matires les plus grossires par un dgrilleur et les flottants par une cloison (immersion de 30cm) place larrive des eaux rsiduaires.

On quipe chaque bassin de faon ce quil puisse tre cur

Chaque bassin devra possder une canalisation de trop-plein.

Lentre et la sortie de la station devront tre quipes de dispositifs adapts pour la mesure de dbits pour le calcul de rendement et le contrle de ltanchit.

La gomtrie des bassins doit tre rgulire afin de ne pas favoriser la prsence de zones mortes cause de formes anguleuses.

On orientera les derniers bassins de prfrence dans le sens du vent afin daccumuler les lentilles dans une zone du bassin pour faciliter leur extraction.

Des tudes pralables du sol devront tre effectues dont :

Un sondage du sol et de la proximit avec la nappe

Des mesures de permabilit

La permabilit du sol est un lment trs important dans la conception des lagunes. Une trop grande permabilit pourra nuire au bon fonctionnement de lpuration et pollu la nappe sous-jacente. On fixe une permabilit maximale dun fond de bassin 10-8m/s. Afin darriver ce rsultat on peut compacter le sol quand la situation le perme, utiliser des argiles comme la bentonite, poser une gomembrane (cot important).La mise en service des lagunes doit se faire aprs un remplissage avec de leau claire afin de favoriser une prolifration des algues progressive et pour ne pas perturber le sol en place par la pousse massive de vgtaux.

Entretien:Un systme dpuration par lagunage gnre de faible contrainte dentretien et ne ncessite en aucun cas un personnel qualifi. Les tches effectuer sont :

Fauchage et faucardage des accs, des alles et des bordures de bassins

Surveillance de la prolifration des plantes aquatiques

Entretien des installations

Curage des bassins tout les 10 15 ans environ