Le traitement des boues des principales usines de production d'eau potable en Vendée

Il est utile de rappeler que le département de Vendée est alimenté principalement à partir d’eaux de surface prises dans des retenues artificiellement installées sur des rivières de faible débit.

Le tableau 1 regroupe les principales caractéristiques des eaux brutes et des filières de traitement de production d’eau.

Tableau 1 : Nature des eaux brutes et filières de traitement eau potable.

Il est intéressant de noter que dans tous les cas, c’est le sulfate d’alumine qui est employé comme floculant, avec des taux variables selon les usines de production (compris entre 40 et 100 g/m³).

L’eau brute est sujette à l’apparition saisonnière d’algues et à la présence de fer et de manganèse complexés à des matières organiques, ce qui complique notoirement le traitement à mettre en œuvre pour assurer une qualité correcte d’eau traitée et l’exploitation des installations.

Les acides humiques et fulviques constituent la majorité des matières organiques présentes dans les eaux brutes.

Enfin, la minéralisation des eaux brutes est faible dans tous les cas. Une reminéralisation partielle est d’ailleurs pratiquée dans la dernière des usines de production construites, c’est-à-dire à Rochereau ; pour les autres usines, des études sont en cours pour compléter dans ce sens les filières existantes.

Caractéristiques des unitésde déshydratation mécanique des boues

Sur les quatre stations de production d’eau potable, trois ont été réalisées par la SAUR sur le même principe de fonctionnement, à savoir épaississement suivi d’une centrifugeuse Guinard et une par Degrémont sur le principe d’une flottation suivie d’une presse à bande.

Les productions moyennes de boue exprimées en tonnes de matières sèches par jour sont indiquées sur le tableau 2.

Tableau 2 : Unités de déshydratation mécanique des boues hydroxydes exploitées par la SAUR.

Celles-ci paraissent relativement faibles (0,5 à 1,9) au regard de la production nominale d’eau : en réalité, les installations de production d’eau potable sont sujettes à des sollicitations saisonnières élevées auxquelles il faut faire face, mais en moyenne, la production représente dans la plupart des cas la moitié de la capacité nominale.

Caractéristiques des boues à traiter

Nous avons vu que le floculant était du sulfate d’alumine et ce sera pour moitié environ l’hydroxyde d’aluminium qui sera contenu dans les boues, le reste étant constitué de matières organiques, d’algues (20 à 30 % de matières volatiles) et de minéraux (fer, manganèse, carbonates et insolubles résultant des purges du saturateur de chaux).

Pour Mervent, Apremont et St-Vincent-sur-Graon (tableau 3) les eaux de lavage des filtres sont mélangées aux purges du décanteur et du saturateur de chaux. Cela conduit à une concentration moyenne plus faible : 0,60 à 1,05 kg/m³ ; en revanche, à Rochereau, seules les purges du décanteur et du saturateur de chaux sont récupérées, en raison d’un recyclage en eau brute des eaux de lavage de filtre et les concentrations moyennes de boue à traiter augmentent (environ 1,2 kg/m³).

Dans tous les cas, un conditionnement de la boue est pratiqué :

Tableau 3 : Caractéristiques des boues à traiter.

PD : purges décanteurs ; PSC : purges saturateur de chaux ; ELF : eau de lavages des filtres.

Doses de chaux : 15 à 30 % des MS ; doses de polymère : environ 0,5 % du MS (polymère anionique en général).

• — chaux plus polymère pour Mervent (filière flottateur et presse à bande),
• — polymère seul pour les autres usines (pour permettre une centrifugation correcte).

Performances

Le but recherché en traitant les boues d’hydroxyde issues de station de production d’eau potable est essentiellement une déshydratation, de façon à pouvoir transporter à moindre frais ce déchet vers une décharge contrôlée voisine. D’une façon générale, la prise en charge d’un déchet industriel en décharge s’effectue dans les conditions fixées par l’instruction technique du 22 janvier 1980 (J.O. du 21 février 1980).

Il y figure les précisions suivantes, selon la classe du site et en fonction de la perméabilité du sol :

• — sites de classe 1 (imperméables) : les déchets liquides ou boues à moins de 15 % de siccité sont admis uniquement aux conditions compatibles avec le bilan hydrique du site (ce sont en général des sites réservés aux déchets toxiques).
• — sites de classe 2 (semi-perméables) : les boues ou liquides sont admis en se limitant aux produits organiques dégradables en les mélangeant en petites proportions à des déchets solides. Les solutions minérales toxiques sont interdites. Cependant, des quantités limitées de boues minérales (notamment les boues d’hydroxyde métalliques) pourront être admises.

Dans le département de la Vendée, nous ne disposons que de sites de classe 2 (pouvant recevoir les boues d’hydroxydes métalliques), où les boues des stations de traitement d’eau potable sont admises à condition de respecter une siccité minimale de 15 %, ce qui correspond à un produit « pelletable ». Comme le montre le tableau 4, toutes les installations citées parviennent largement à cet objectif avec le plus souvent 17 à 20 % de siccité. Il est intéressant d’observer que le flottateur (cas de Mervent) conduit à une boue nettement plus épaissie que les épaississeurs utilisés dans les autres filières. Toutefois le rendement global de capture des matières en suspension sur l’ensemble de la filière est moins élevé (95 % contre 98 %) avec flottation et presse à bande (Mervent) que celui obtenu avec épaississement et centrifugation (les autres stations).

Tableau 4 : Performances obtenues.

Enfin, l’ajout de chaux pour conditionner la boue épaissie après flottation à Mervent contribue à solubiliser une fraction importante de l’aluminium en raison de l’élévation de pH. Il en résulte une perte en aluminium de l’ordre de 25 % en moyenne exprimée en poids par rapport à l’aluminium contenu dans les boues brutes. Un recyclage des eaux issues de la flottation et du filtrat de la presse à bande est interdit en tête de filière de traitement d’eau en raison de l’ajout de polyélectrolytes dans le conditionnement des boues, ces derniers n’ayant pas reçu d’agrément en traitement d’eau destinée à la consommation humaine.

Les pertes en eaux représentent la surverse d’épaississeur et le centrat de centrifugation excepté pour Mervent (eau clarifiée par flottation uniquement et recyclage du filtrat de la presse à bande dans le flottateur). Elles correspondent pratiquement au volume de boue brute liquide (le volume de boues séchées étant de 0,35 à 0,65 % du volume de boues brutes selon le tableau 4).

Le rejet dans le milieu naturel de ces eaux clarifiées est autorisé, sous réserve de respecter une teneur en MES inférieure à 30 mg/l et un pH inférieur à 8,5 ou 9,5 en cas de traitement à la chaux ; ces conditions sont évidemment respectées dans tous les cas cités.

Conclusion

Les équipements des principales usines de production d’eau potable de Vendée traitant les boues d’hydroxyde qui en résultent donnent satisfaction sur la qualité du produit fini (siccité supérieure à 15 %). Ceci permet une évacuation périodique par bennes des boues séchées en décharge contrôlée, enlevées par des sociétés spécialisées pratiquant un prix forfaitaire adapté à chaque station (tableau 5).

Tableau 5 : Coût de transport en décharge (1985). L’évacuation se fait par benne de 7 m³. La masse volumique de la boue à évacuer est de l'ordre de 0,25 t/m³ (1,75 t MS/benne). Transport des bennes par sociétés spécialisées.

NOTA. — La conduite générale des projets a été assurée par la DDAF de Vendée avec le concours du cabinet Pontoiseau de Saint-Gilles-Croix-de-Vie.

Ces importants travaux n’ont pu être réalisés que grâce à la péréquation des charges assurée par le Syndicat départemental d’alimentation en eau potable de la Vendée.