Traitement des boues d’épuration Solution LPR

Traitement des boues d’épuration Solution LPR

Traitement des boues d’épuration Solution LPR

Communication Technique

La solution adaptée de NEVE ENVIRONNEMENT pour le traitement des boues sur un site unique

1. Qu’est-ce qu’on entend par « Boue d’épuration » ?

Une station d’épuration produit des déchets à partir des effluents liquides qui y sont collectés. Ces déchets sont présentés sous forme de boue et sont constitués par, principalement, de matière organique.

La consistance des boues d’épuration est définie par son état physique :

-Les boues sont dites « liquides » si la siccité est comprise entre 0% et 10% ;

-Les boues sont dites « pâteuses » si la siccité est comprise entre 10% et 25% ;

-Les boues sont dites « solides » si la siccité est comprise entre 25% et 85% ;

-Enfin, les boues sont dites « sèches » si la siccité est comprise entre 85% et 100%.

2. Pourquoi faut-il traiter les boues d’épuration ?

La loi du 15 Juillet 1975 régit que les boues d’épuration sont considérées comme étant des déchets liquides fermentescibles.

Dans le but de préserver l’environnement, il est important d’assurer le devenir des boues de station d’épuration de la manière suivante :

-Soit par la valorisation agricole des éléments fertilisants (azote, phosphore) en retournant les boues à la terre ;

-Soit par incinération qui permet de l’énergie à issues du process d’incinération ;

-Soit en stockant les boues d’épuration dans des centres d’enfouissement techniques (CET).

Cas de la valorisation des boues issues des activités agricoles

Les textes réglementaires applicables sont les suivants :

-Le décret N°97-1133 du 08 Décembre 1997 relatif à l’épandage des boues issues du traitement des eaux usées.

-L’arrêté du 08 Janvier 1998 concernant les prescriptions techniques applicables aux épandages des boues sur les sols agricoles pris en application du décret de 1997.

-Et le circulaire DE/GE n° 357 du 16 Mars 1999 relative à la réglementation concernant l’épandage des boues de stations d’épuration urbaines.

NB : La Norme NFU 44-095 de mai 2002 relative aux composts constituant des matières à usage organiques requièrent des valeurs limites très strictes. Ces dernières ont été fixées pour permettre aux produits d’être commercialisés.

3. Quelles sont les impacts des boues non traitées sur l’environnement ?

Les boues d’épuration non traités ont des impacts importants sur l’environnement dont les principaux sont les suivants :

Problèmes Dommages
Toxicité humaine Santé humaine
Pollution de l’air Santé humaine, dégradation de l’environnement
Pollution du sol Santé humaine, dégradation de l’environnement
Épuisement des ressources biotiques Dégradation de l’environnement

Tableau 1 : Principaux impacts des boues d’épuration non traités sur l’environnement

4. Quelle est la solution proposée par NEVE Environnement ?

NEVE Environnement, à travers son bureau d’études et ses agents grands comptes vous accompagne tout au long de votre projet. Pour les problématiques de gestion des boues d’épuration, NEVE Environnement pour propose le concept « Lit planté de roseaux – LPR ».

4.1 Définitions 

a. Roseaux

Roseau Solution LPRDit « phragmits Australis », les roseaux ont un enracinement profond en raison de ses rhizomes et de ses stolons. Ce sont des plantes vivaces semi-aquatiques et héléophytes, d’où l’efficacité de leurs utilisations dans les traitements des boues d’épuration.

Ses feuillages sont de couleur verte. Ses tiges sont lisses, fines et peuvent atteindre jusqu’à 4 mètres de hauteur.

Généralement, les roseaux fleurissent en mois d’Août et Septembre, soit entre la fin de l’été et le début de l’automne

Comment les roseaux éliminent-ils les effluents ?

Autour de ses rhizomes, les bactéries ont tendance à se développer progressivement. Cela permet alors l’abattement des Matières en suspensions, de la DCO et de la DBO ainsi que des éventuels germes pathogènes.

b. Lits plantés de roseaux – LPR

Lit Planté de RoseauxTrès répandu en France, les modules lits plantés de roseaux sont mis en place pour traiter, stocker et valoriser les boues d’épuration.

Plus précisément, ils permettent :

-D’enlever 90% des eaux contenues dans les boues par déshydratation, ce qui réduit les déchets issus de la station d’épuration ;

-D’augmenter la période de dépôt des boues d’épurations (vidange après 10 à 15ans) ;

-Et de réduire la minéralisation des boues permettant aux déchets d’être valorisés, de sorte qu’ils puissent servir de « compost ».

4.2 Mode de fonctionnement du système « Lit planté de roseaux »

Le fonctionnement du système est basé sur l’infiltration mécanique ainsi que la dégradation biologique des eaux usées domestiques par fixations des bactéries sur les matériaux granulaires.

Fonctionnement Lit Planté de Roseaux

Il est important de respecter les dimensions maximales d’un lit afin de faciliter son exploitation. Pour cela :

-La hauteur maximale doit être de 2 m au-dessus du massif filtrant ;

-La largeur maximale doit être de 5 m ;

-Et la longueur maximale doit être de 20 m.

La densité de roseaux est en général de 4 à 5 pieds/m2.

Selon le type d’écoulement, on distingue les lits plantés de roseaux à écoulement vertical et les lits plantés de roseaux à écoulement horizontal.

a.      Lits plantés de roseaux à écoulement vertical

C’est un système qui permet de traiter directement les eaux brutes sans que celles-ci ne passent par un décanteur ou un digesteur.

En général, le système est constitué par deux étages. Le premier étage a pour rôle d’assurer l’abattement de la DCO, des matières en suspensions et d’environ 50% des nitrates. Ainsi, le deuxième étage assure le traitement complet de la nitrification tout en assurant une qualité de traitement finale de la DCO et des matières en suspension.

NB : Plus la surface du premier étage est importante, plus le pourcentage d’abattement des nitrates est élevé.

b.     Lits plantés de roseaux à écoulement horizontal

Dans certains cas, au niveau du deuxième étage des lits plantés de roseaux ou en ajoutant un troisième étage, un module lit planté de roseaux à écoulement horizontal est mis en place au lieu d’un lit planté de roseau à écoulement vertical.

A la différence d’un module lit planté de roseaux à écoulement vertical, un lit planté de roseaux à écoulement horizontal fonctionne grâce aux mécanismes de dégradation induits qui permettent la saturation permanente des eaux qui s’y infiltrent. Pour cela, les charges organiques appliquées doivent être réduites à minima. Le système est alimenté par des gabions.

Le tableau ci-dessous résume les différences entre ces deux systèmes.

Lit planté de roseaux à écoulement vertical Lit planté de roseaux à écoulement horizontal
Type d’effluents Eaux brutes Eaux issues d’un lit planté de roseaux à écoulement vertical
Conditions biologique Aérobie Anoxique
Alimentation Bâchées En continue
Dénivelé Utile Inutile
Dégradations attendues DCO, MES, nitrification Azote, phosphore, germes pathogène

Tableau 2 : Différences entre lit planté de roseaux à écoulement vertical et lit planté de roseaux à écoulement horizontal

c. Profils granulométriques des modules lits plantés de roseaux 

Les matériaux de remplissage des lits doivent respecter des dimensions très stricts, qui sont les suivantes.

Profils granulométriques module lits plantés de roseaux

5. Analyse d’un site pilote

Pour tester ce concept, nous avons opter pour un site ayant une station d’épuration de type « Topaze », et bien sur avec un lit planté de roseaux pour le traitement des boues de cette dernière. Le teste a été réalisé de Septembre 2012 jusqu’au mois d’Août 2013.

5.1 Siccité

Les résultats sont les suivants. La siccité est mesurée dans le bassin de stockage des boues de la station et sur des échantillons prélevés avant une alimentation du lit planté de roseaux.

Siccité boues épuration LPR

D’après les résultats ci-dessus, nous constatons que la siccité des boues provenant de la station est stable et de l’ordre de 2 %.

Concernant le lit planté de roseaux, nous observons qu’en début du test, la siccité est importante (environ 65 %) compte tenu de la non-alimentation pendant plusieurs mois. Puis, la siccité diminue et reste stable, entre 15 et 20 % du mois de Décembre 2012 au mois de Mai 2013. Enfin, elle augmente assez rapidement au fil des mois dès la fin du mois de Juin jusqu’au début du mois de Juillet pour atteindre une siccité maximale mi-juillet 2013.

En théorie et en période d’alimentation, la siccité moyenne des boues dans les lits est proche de 10 %. Après une mise en repos de plusieurs semaines, la siccité peut atteindre jusqu’à 25 à 35 % de la moyenne. D’une manière générale, nous constatons que le lit planté de roseaux favorise la déshydratation des boues.

5.2 Qualité du compost

Si les boues issues du traitement des eaux sont considérées comme conforme vis-à-vis de l’arrêté du 08 Janvier 1998, ces dernières ne sont plus considérées comme un déchet mais comme un produit. Ils peuvent alors service pour les épandages.

De nombreuses analyses ont été réalisées sur les boues du lit planté de roseaux à des profondeurs différentes (0 cm ,10cm et 20 cm).

Les résultats moyens sont présentés ci-après.

a. Eléments Traces Métalliques

Ci-dessous les valeurs des métaux détectés dans le lit planté de roseaux, en fonction de la profondeur de celle-ci.

Profondeur (cm)

Eléments traces métalliques (mg/kg de MS)

Cd Cr Cu Ni Pb Zn Hg Cr+Cu+Ni+Zn
0 2,5 32,3 493,4 25,2 49 1440,9 0,716 1992
10 0,5 15,6 80,3 9 17 230,6 0,132 336
20 0,5 11,9 91,2 8,2 10 255,7 0,139 367
Valeurs limites 10 1000 1000 200 800 3000 10 4000

Tableau 3 : Eléments traces métalliques

traces metalliques boues épuration

Figure 4 : Concentration des ETM contenus dans les boues issues du site pilote

composés traces organiques boues épuration

Figure 5 : Graphique montrant les concentrations des CTO contenus dans les boues issues du site pilote

b. Composés Traces Organiques

Les valeurs des composés traces organiques sont indiquées dans le tableau suivant.

Profondeur (cm)

Composés traces organiques (mg/kg de MS)

  Fluoranthène Benzo (b) fluoranthène Benzo (a) pyrène
0 0,018 0,037 0,01
10 0,01 0,01 0,01
20 0,011 0,022 0,01
Valeurs limites cas général 5 2.5 2
Valeurs limites épandage sur pâturage 4 2.5 1.5

Tableau 4 : Composés traces organiques

Profondeur (cm) 7 PCB (% de la valeur limite) Valeurs limites
0 8,75 0.8
10 8,75
20 8,75

Tableau 5 : Valeurs limites des CTO en fonction de la profondeur de la couche du lit planté de roseaux

En conclusion, nous constatons que les boues issues du traitement par LPR sont assimilées à du compost et donc conformes à la réglementation pour l’épandage agricole.

6. Pourquoi choisir NEVE Environnement ?

Proposé par NEVE Environnement, le concept « Lit planté de roseaux » s’inscrit dans la démarche de développement durable. Aussi, les intéressés de NEVE Environnement participent à la préservation de l’environnement. Pour cela, NEVE Environnement les accompagne tout au long de leur projet (visite initiale sur site, une assistance à la pose, une mise en service et formation, l’entretien et le suivi de l’installation avec prise d’échantillons et analyse par un laboratoire agréé COFRAC, etc…)

NEVE Environnement garantie le respect de la règlementation en vigueur en assurant une performance épuratoire élevée pour chaque solution proposée. Et à travers son bureau d’études, NEVE Environnement fait en sorte que chaque projet soit spécifique et en accord avec les moindres exigences de ses intéressés.

De ce fait, nous pouvons parler de retour sur investissement (entre 3 et 5 ans pour la réutilisation des eaux et pour le traitement des boues) pour des systèmes d’Assainissement Non Collectif. Nous pouvons parler, également de l’impact positive que ce concept apporte sur l’environnement.

Avec plusieurs dizaines de références pour ce type de concept et avec une technique éprouvée depuis plus de 20 ans, la solution NEVE ENVIRONNEMENT est fiable d’un point de vue financière, technologique et notamment environnemental. Retrouvez les réalisations de nos systèmes LPR en cliquant ici : https://neve.fr/solutions/nos-solutions/solutions-reuse/lpr-solution-traitement-des-boues/

NEVE ENVIRONNEMENT met à disposition de ses intéressés des agents grands compte repartis sur toute la France pour leur permettre de s’épanouir dans un environnement professionnel et sérieux grâce un interface « NEVE Environnement-Client » bien soigné.

Cette communication technique a été réalisée par le Bureau d’Etudes Neve Environnement

N’hésitez à nous contacter pour toute demande via notre site internet https://neve.fr/solutions/ ou par téléphone +33 (0)3 85 59 82 30 ou directement par mail contact@neve.fr