De nos jours, les Services d'Assainissement, en France, sont confrontés à un problème d'évacuation des matières de vidange provenant des systèmes d'assainissement individuel.
Plusieurs voies d'élimination semblent possibles dans ce cas particulier : soit en passant par des entreprises déposantes spécialisées, soit par traitement spécifique dans des unités d'épuration, ou par traitement combiné avec les effluents urbains.
Ce dernier point semble présenter plusieurs avantages à condition de bien maîtriser les flux polluants afin de protéger la qualité du traitement obtenue dans la station d'épuration.
La première étape fondamentale est donc de bien connaître les variations quantitatives et qualitatives des matières de vidange. Notre étude propose une première approche de ce sujet.
Le site de l'étude sélectionné est celui de la station d'épuration Louis Fargue, dans la Communauté Urbaine de Bordeaux.
Cette station, conçue pour une capacité de 300 000 équivalents/habitants, comprend une unité de réception de matières de vidange, en vue d'un traitement combiné avec les effluents urbains. La méthodologie d'étude adoptée est la suivante :
- - échantillonnage : un échantillon est prélevé sur chaque camion de vidange entrant sur le site ; en fin de journée, on constitue un échantillon moyen qui sera analysé ;
- - quantité : un relevé des volumes amenés par chaque camion de vidange permet de déterminer la quantité journalière reçue sur le site ;
- - analyses : les analyses suivantes ont été réalisées sur la base des normes AFNOR ou des méthodes reconnues : pH, MES, DCO, DBO₅, MVS, phosphore total (PT), phosphates (PO₄³⁻), azote Kjeldahl (NTK), ion ammonium ;
- - métaux lourds : sur certains échantillons, des bilans de métaux lourds ont été établis, comprenant : cadmium, chrome, cuivre, mercure, nickel, plomb, sélénium et zinc.
Les résultats obtenus sont présentés dans les tableaux I et II. Ils appellent quelques commentaires :
- - pH : les variations du pH des matières de vidange restent dans des limites tout à fait acceptables par la station d'épuration ;
- - les ratios par rapport aux concentrations moyennes d'une eau usée ménagère sont présentés dans le tableau III ;
- - métaux lourds : mise à part la valeur maximale observée pour le plomb (1,4 mg/l), l'ensemble des concentrations des métaux lourds demeure inférieur aux concentrations autorisées dans les rejets en milieu naturel. Il est vrai, toutefois, que les matières de vidange étudiées correspondent à des rejets domestiques stricts (fosses septiques ménagères).
Tableau I
Caractéristiques moyennes journalières des matières de vidange.
| Échantillon | pH | MES (mg/l) | MVS (% MES) | DCO (mg/l) | DBO5 (mg/l) | Pt (mg/l) | PO4^3- (mg/l) | NTK (mg/l) | NH4^+ (mg/l) | Volume (m^3/j) |
|---|
| 1 | 7,80 | 855 | 84 | 3 585 | 1 495 | 82 | 55 | 1 160 | 795 | 205 |
| 2 | 7,90 | 1 385 | 76 | 5 650 | 1 750 | 122 | 94 | 1 410 | 990 | 262 |
| 3 | 7,80 | 3 290 | 76 | 7 070 | 2 315 | 154 | 137 | 1 515 | 1 080 | 280 |
| 4 | 7,70 | 13 000 | 79,5 | 15 205 | 3 625 | 130 | 96 | 1 120 | 990 | 280 |
| 5 | 7,90 | 5 440 | 80,6 | 6 840 | 1 920 | 125 | 88 | 875 | 800 | 297 |
| 6 | 7,90 | 2 240 | 78,6 | 6 200 | 1 230 | 174 | 140 | 1 455 | 1 295 | 185 |
| 7 | 7,95 | 2 130 | 75,5 | 5 975 | 1 115 | 125 | 110 | 1 430 | 1 400 | 300 |
| 8 | 7,80 | 11 135 | 72,9 | 5 520 | 1 860 | 124 | 110 | 1 150 | 950 | 200 |
| 9 | 7,75 | 6 140 | 80,8 | 5 660 | 1 170 | 145 | 120 | 1 445 | 1 240 | 197 |
| 10 | 7,85 | 1 705 | 79,1 | 6 615 | 3 465 | 147 | 135 | 1 750 | 1 625 | 245 |
| 11 | 7,75 | 2 170 | 84,7 | 5 490 | 2 060 | 106 | 100 | 1 325 | 1 225 | 260 |
| 12 | 7,85 | 5 030 | 79,3 | 5 545 | 2 250 | 122 | 108 | 1 860 | 1 145 | 277 |
| 13 | 7,60 | 2 410 | 75,5 | 4 370 | 1 815 | 109 | 80 | 930 | 830 | 275 |
| 14 | 7,75 | 1 755 | 81,9 | 5 060 | 1 555 | 122 | 120 | 915 | 810 | 189 |
| 15 | 7,85 | 3 320 | 78,1 | 4 840 | 2 085 | 156 | 120 | 1 170 | 1 150 | 251 |
| 16 | 7,90 | 2 000 | 85,4 | 7 100 | 3 110 | 121 | 120 | 1 485 | 1 350 | 266 |
| 17 | 7,70 | 1 355 | 81,1 | 4 700 | 1 355 | 102 | 96 | 1 315 | 1 290 | 116 |
| 18 | 7,75 | 3 495 | 61,7 | 5 320 | 2 800 | 270 | 265 | 1 055 | 885 | 253 |
| 19 | 7,80 | 4 415 | 77,9 | 4 415 | 2 920 | 140 | 130 | 1 135 | 865 | 272 |
| 20 | 7,80 | 6 165 | 71,2 | 11 430 | 3 370 | 675 | 630 | 1 905 | 1 645 | 250 |
| 21 | 7,75 | 7 200 | 61,1 | 5 530 | 3 395 | 235 | 224 | 1 245 | 1 005 | 307 |
Tableau II
Variation des concentrations en métaux lourds dans les matières de vidange.
| Éléments | Valeur minimale (mg/l) | Valeur maximale (mg/l) |
|---|
| Cadmium | 0,01 | 0,015 |
| Chrome | 0,03 | 0,09 |
| Cuivre | 0,40 | 0,85 |
| Mercure | 0,002 | 0,006 |
| Nickel | 0,04 | 0,08 |
| Plomb | 0,18 | 1,4 |
| Sélénium | 0,006 | 0,012 |
| Zinc | 1,9 | 2,3 |
Tableau III
Comparaison des matières de vidange par rapport aux eaux ménagères
| Paramètres globaux | Valeur moyenne Matière de vidange (mg/l) | Ratio par rapport à la valeur moyenne de l’eau ménagère |
|---|
| MES | 4 060 | 8 à 10 |
| DCO | 6 300 | 6 à 8 |
| DBO5 | 2 400 | 8 à 10 |
| NTK | 1 315 | 4 à 5 |
| Pt | 163 | 2 à 4 |
*) Matière vidange/eau ménagère.
Tableau IV
Ratios de traitabilité des matières de vidange
| Ratios | Matière de vidange valeur moyenne | Référence |
|---|
| DCO/DBO5 | 2,86 | 2 à 2,5 |
| DBO5/N/P | 100/62/7,5 | 100/5/3 |
Tableau V
Transformation en équivalents/habitants des charges mesurées des matières de vidange
| Échantillon | MES (Eq/Hab) | DBO5 (Eq/Hab) |
|---|
| 1 | 2 500 | 4 191 |
| 2 | 5 185 | 6 301 |
| 3 | 13 157 | 8 863 |
| 4 | 52 000 | 13 904 |
| 5 | 23 085 | 3 739 |
| 6 | 11 914 | 5 795 |
| 7 | 11 357 | 5 430 |
| 8 | 81 124 | 3 203 |
| 9 | 8 700 | 2 916 |
| 10 | 814 | 2 767 |
| 11 | 15 857 | 6 037 |
| 12 | 36 857 | 8 219 |
| 13 | 1 764 | 2 219 |
| 14 | 4 400 | 4 019 |
| 15 | 8 360 | 6 992 |
| 16 | 6 862 | 2 105 |
| 17 | 5 814 | 1 763 |
| 18 | 27 857 | 2 105 |
| 19 | 35 114 | 8 647 |
| 20 | 10 425 | 4 157 |
| 21 | 23 005 | 11 395 |
| 22 | 15 162 | 9 280 |
La comparaison des ratios classiques de traitabilité d’un effluent par rapport à ceux observés pour les matières de vidange conduit aux résultats portés dans le tableau IV.
À partir des valeurs mesurées, il est possible de déterminer en termes d’équivalents/habitants les apports des matières de vidange reçues à la station Louis Fargue (Tableau V).
Conclusion
À partir de cette étude, on peut définir la composition type des matières de vidange collectées dans un site urbain, soit :
- pH : 7,5 à 8
- MES : 3 500 à 5 000 mg/l
- DBO5 : 2 000 à 3 000 mg/l
- DCO : 7 000 à 10 000 mg/l
- NTK : 1 000 à 1 500 mg/l
- NH4^+ : 900 à 1 400 mg/l
- Pt : 120 à 200 mg/l
- métaux lourds : observer au cas par cas.
Ces valeurs peuvent servir à déterminer la charge que constituent les matières de vidange.
Il se confirme à travers les résultats de cette campagne d’étude que les matières de vidange constituent une charge polluante importante et que leur traitabilité par les voies classiques n’est pas aisée. En effet, ces effluents présentent un déséquilibre qualitatif pouvant induire des dysfonctionnements dans une filière d’épuration biologique spécifique. Par contre, sous certaines conditions de dilution, il est tout à fait possible de les traiter dans une station d’épuration biologique en mélange avec les effluents urbains.
Dans une limite de charge inférieure à 10 % de la capacité de la station d’épuration, et après un prétraitement spécifique du type : dégrillage, dessablage, pré-aération (afin de relever le potentiel redox), il est possible d’envisager de traiter dans une filière classique les matières de vidange mélangées avec les effluents urbains, sans induire de dysfonctionnement. En présence de taux de charge supérieurs à 10 %, le déséquilibre qualitatif des matières de vidange ne permet plus d’assurer un traitement de qualité par cette méthode.
