25 ans d'expérience dans le domaine des traitements biologiques des effluents industriels et urbains, en bassin unique selon ce système, plus de 450 réalisations (de 100 à 15 000 EH) témoignent de l'efficacité et de la fiabilité des systèmes décrits ci-après. Mais en France, certains problèmes sont apparus après la réalisation de stations à bassin unique (SBR, Batch-Technique ou autres). D'où une certaine réticence de la part des décideurs vis-à-vis de cette technique.
Préjugé ou vérité ?
Des bassins uniques réalisés par différents constructeurs peuvent ne pas fonctionner correctement, telles certaines stations traditionnelles.
En effet, les raisons en sont simples et compréhensibles. Il faut respecter préalablement les règles fondamentales suivantes :
- Il est primordial, pour le bon fonctionnement des installations, d’avoir une conception spécifique pour chaque projet,
- Il faut adapter les équipements périphériques à chaque cas,
- Il faut différencier entre système de collecte séparative et système unitaire,
- Une détermination de la charge hydraulique, de la teneur et de la nature des matières à traiter sont nécessaires.
Ces règles fondamentales et l’expérience propre permettront de déterminer les critères de dimensionnement de la station afin d’obtenir un rendement d’épuration élevé.
Présentation d’un concept unique en son genre
La technique d’épuration en bassin unique permet de tirer définitivement un trait sur les inconvénients présentés par les stations d’épuration compactes de conception traditionnelle, grâce à un concept aussi simple qu’efficace : construction à un prix avantageux, sans complexité, robuste, à fonctionnement sûr et tourné vers l'avenir, entretien et maintenance réduits au minimum, exploitation sans odeurs et élimination sans problèmes.
En l’occurrence, la technique d’épuration en bassin unique n'a rien de nouveau : la première station de ce genre a été construite en Suisse en 1970. Aujourd'hui encore, elle fonctionne sans incidents.
Exemple de la station d’Egnach (500 EH)
Nature des effluents : industrie laitière.
Volume quotidien : 100 m³.
Pollution journalière à traiter : 40 kg DBO5.
Diamètre du bioréacteur : 9,50 m.
Hauteur : 4,50 m.
Taux de rejet : DBO5 : 5,5 mg/l, NO3-N : 18,5 mg/l, NH4-N : 0,3 mg/l.
Boues en excès stabilisées.
Ainsi, le système d’épuration en bassin unique représente l’alliance réussie d’un procédé éprouvé pendant des décennies avec les éléments de progrès offerts par la technique moderne.
Que recouvre le concept de « technique d’épuration en bassin unique » ?
Le réservoir de la station : la fin des ouvrages complexes
Le nom de « station d’épuration à bassin unique » indique déjà en quoi consiste l’étonnante simplification intervenue : un seul réservoir de forme cylindrique ou carrée est nécessaire pour l’exploitation de l’ensemble de la station. Les ouvrages complexes en béton réalisés pour le dégrillage, le bassin d’activation, le bassin de décantation secondaire, le système de pompage des boues et la multitude de canalisations reliant ces différents ouvrages appartiennent définitivement au passé.
Avantages particuliers : une réalisation d’un coût avantageux, un encombrement au sol réduit et une parfaite clarté de l’exploitation de la station.
Le principe de la retenue : des performances remarquables
Ceux qui sont familiarisés avec les stations d’épuration traditionnelles en connaissent un inconvénient spécifique : des pointes de charge de brève durée peuvent provoquer une surcharge hydraulique et, en conséquence, l’entraînement des boues et l’encrassement de l’écoulement.
La solution du problème réside dans « l’exploitation en retenue » telle qu’elle est pratiquée avec la technique du bassin unique : les eaux usées amenées dans le bassin y sont stockées sans écoulement simultané. Il est donc compréhensible que même les pointes de charge hydraulique de longue durée n’aient aucune influence défavorable sur les prestations de la station d’épuration.
Les résultats constatés donnent un taux de rejet NGL 1.
Le cœur du procédé : la turbine d’aération BSK
Plus de 3 500 unités déjà produites sont la preuve que la turbine d’aération BSK mise en œuvre dans le système d’épuration en bassin unique représente le bon choix : apport élevé d’oxygène pour une dépense minime d’énergie, brassage parfait du contenu du bassin, construction robuste et indestructible. La turbine est montée à demeure sur un solide système flottant, qui constitue l’organe essentiel de la station d’épuration à bassin unique, complété par une passerelle de service commode.
La turbine agit pendant environ 20 heures en discontinu, procédant à l’aération et au brassage selon les effluents et le dimensionnement du bassin.
Le broyeur intégré à la turbine d’aération en fait un instrument pratiquement parfait. Toutes les matières solides contenues dans les eaux usées
[Schéma : Bioréacteur de 13 m de ∅ – Système BIOGEST® – Silo à boues de 6 m de ∅]- Motoréducteur de la turbine
- Turbine BSK avec broyeur intégré
- Flotteurs guidés en inox
- Mesure d’O₂ dissous
- Mesures de niveau
- Échelle de secours
- Sortie des eaux épurées
- Pompe à boues
- Entrée des effluents
- Armoire de commande
- Brassage, aération, évacuation des boues stabilisées
- Retour des surnageants
Le procédé d’épuration : l’activation des boues
Peu de procédés d’épuration sont appliqués aussi fréquemment et avec autant de succès que le procédé des « boues activées ». Une variante particulièrement sûre de cette technique connue depuis plus de 60 ans est mise en œuvre dans les stations d’épuration à bassin unique : la « stabilisation simultanée des boues » (extended aeration).
Le résultat est une épuration parfaite, une exploitation exempte d’odeurs, des boues d’épuration stabilisées, c’est-à-dire imputrescibles, ainsi qu’une élimination sûre de l’azote (nitrification et dénitrification).
Investissements et exploitation : des coûts avantageux
Si les avantages que présente une station d’épuration en matière de prix sont limités aux frais d’investissement, des coûts d’exploitation élevés peuvent rapidement entamer la satisfaction que procure une acquisition à bon marché. La technique d’épuration en bassin unique présente deux atouts : une fabrication d’un prix de revient peu élevé et des frais d’exploitation minimes, dus au fonctionnement entièrement automatisé et au peu d’entretien réclamé par l’appareillage.
Exemple de coût pour une station en bassin unique de 1000 EH
Prix clés en main avec bioréacteur, silo à boues, turbine d’aération avec broyeur intégré, local technique, relevage, tout l’équipement électromécanique pour un fonctionnement entièrement automatisé, commandes assistées par ordinateur : environ 1300 FF HT/EH.
Dépense énergétique totale : 25 à 30 kWh par EH et par an.
Entretien : environ trois heures par semaine.
La station à un seul étage
La caractéristique du procédé d’épuration employé réside dans le fait que les effluents liquides sont à la fois mélangés à des micro-organismes (boues activées) assurant leur biodégradation et aérés. Les eaux usées souillées se transforment ainsi en un liquide clair et propre. Toutefois, avant que les eaux usées épurées quittent la station d’épuration, il importe de les séparer des boues activées.
La technique d’épuration en bassin unique permet de faire le choix d’une démarche particulièrement logique : au lieu de la combinaison courante d’un « bassin d’activation » et d’un « bassin de décantation secondaire », les deux fonctions ne sont plus séparées dans l’espace, mais dans le temps. Le principe de la retenue permet de stocker les eaux usées amenées pendant la journée, tout en les aérant. Puis, lorsque la nuit est avancée (les amenées d’eaux usées étant alors pratiquement nulles) et que la turbine est à l’arrêt, les boues activées se déposent et se trouvent ainsi séparées des eaux usées épurées. Ce processus se déroule dans des conditions idéales, exemptes de toute perturbation. Les eaux usées épurées quittent la station d’épuration par l’intermédiaire de la pompe montée sur le système de flotteur. Avant que le niveau de la
…boue soit atteint, le prélèvement d'eau est automatiquement interrompu, et la turbine d’aération se met en marche.
Un nouveau cycle de traitement commence.
La technique d’épuration en bassin unique trouve une utilisation idéale sous forme de station à un seul étage pour les lotissements à réseau séparatif d’assainissement, des complexes hôteliers, des villages de vacances, des terrains de camping et des entreprises commerciales, industrielles et artisanales.
La station à deux étages
Lorsque les arrivées d’effluents ne peuvent être contrôlées en amont (systèmes mixtes), ou que des perturbations sensibles peuvent survenir, il est intéressant de prévoir un système à double étage, de dimensions réduites par rapport au bassin à un seul étage. Les bassins fonctionneront en alternance et les phases de sédimentation et de purge ne pourront être perturbées.
Le traitement des boues
Toute station d’épuration biologique produit des boues d’épuration qui doivent subir un traitement. Ce traitement s’avère particulièrement facile quand les boues en excès sont stabilisées et ne contiennent aucun résidu grossier (des cotons-tiges aux textiles de toutes sortes). Grâce à la technique d’épuration en bassin unique, ces préalables sont remplis. Le procédé d’épuration choisi garantit un excédent de boues imputrescibles et la turbine d’aération à broyeur réduit toutes les matières solides à l’état de particules.
Un toit pour la station
Du fait de sa compacité, la station à bassin unique peut être couverte, en intégrant le local technique.
D’une simple couverture du bassin à l’ouvrage similaire à ceux qui l’entourent (pavillon, halle de sport, fermette…), chaque cas trouve une solution.
Les avantages du bassin Biogest®
• Pas de prétraitement, le broyeur intégré à la turbine d’aération résout les problèmes des matières solides contenues dans les effluents.
• Absence d’odeur, traitement uniquement aérobie.
• Pas de refus de dégrillage.
• Epuration parfaite, niveau du traitement NGL 1.
• Déphosphatation biologique et chimique niveau PT 2 en option.
• Insensibilité aux variations de charge due au principe de retenue.
• Pas de contrainte d’exploitation hivernale (y compris en période de fort gel).
• Pas de contrainte d’exploitation estivale (pas d’odeur de dégrillage).
• Une exploitation automatisée et (en option) une télésurveillance.
• La qualité des boues en excès stabilisées, exemptes de résidus grossiers, permet pratiquement toutes les variantes d’évacuation : lits de séchage, séchage en sacs, déshydratation mécanique ou valorisation directe dans l’agriculture.
• Utilisation de l’eau épurée en irrigation des espaces verts.
