Entre éléments-trace, efficacité énergétique et sécurité de fonctionnement : le traitement des eaux chargées dans les stations d'épuration modernes
Les stations d'épuration des eaux usées connaissent actuellement une transformation en profondeur. L'apparition de nouveaux polluants dans les eaux usées, le renforcement des exigences en matière de qualité de l'eau et l'élargissement du cadre réglementaire modifient considérablement la conception et l'exploitation de ces stations. La directive révisée relative au traitement des eaux usées urbaines (UWWTD) renforce encore les réglementations existantes. Elle impose notamment des étapes de traitement supplémentaires pour éliminer les éléments-traces. Les substances persistantes telles que les résidus pharmaceutiques, les hormones, les PFAS et les microplastiques font donc l'objet d'une attention accrue dans le domaine du traitement des eaux usées.
Par ailleurs, la consommation d'énergie des stations d'épuration fait l'objet d'une attention réglementaire accrue. Cela n'a rien de surprenant : les stations d'épuration peuvent en effet représenter une part importante de la consommation d'énergie municipale. Certains procédés, tels que l'aération et la recirculation, ont notamment une influence majeure sur la demande énergétique lors de l'exploitation des stations.
La directive révisée relative au traitement des eaux usées introduit donc des exigences progressives en matière de neutralité énergétique. Pour les stations d’épuration dont la charge est égale ou supérieure à 10 000 équivalents-habitants (e.h.), un équilibre entre la consommation d'énergie annuelle et l’énergie éligible issue des énergies renouvelables, telle que définie par la directive, devra être atteint au niveau national d’ici 2045. Des objectifs intermédiaires progressifs s’appliquent jusqu’à cette date. Des audits énergétiques réguliers visent également à identifier les possibilités de réduction de la consommation d’énergie ainsi que d’utilisation et de production d’énergies renouvelables.
La pression économique s'accentue également. De nombreuses stations d'épuration ont déjà plusieurs décennies et doivent être modernisées ou agrandies, souvent sans interrompre leur fonctionnement. Parallèlement, les investissements doivent être planifiés de manière à ce que les redevances d'assainissement restent prévisibles pour les clients à long terme. La fiabilité des processus et de l'exploitation des installations peut contribuer au respect des limites de rejet et à la protection à long terme des masses d'eau.
Le défi consiste à réaliser l’équilibrage entre toutes ces exigences : une efficacité accrue du traitement, la stabilité des procédés, une exploitation rentable et le respect des nouvelles normes réglementaires. Le traitement des eaux chargées exige donc avant tout une chose : une interaction parfaitement coordonnée entre toutes les étapes du processus au sein de la station d’épuration.
Exigences relatives au traitement moderne des eaux chargées
- Élimination de l'azote et du phosphore
- Réduction des éléments-traces
- Respect des directives européennes relatives aux eaux usées
- Fonctionnement stable malgré les fluctuations des débits d'entrée
- Gestion efficace en matière d'efficacité énergétique des installations
Procédé classique de traitement des eaux chargées
- Traitement mécanique
- Traitement biologique
- Traitement chimique
- Élimination des éléments-traces
Nos solutions pour le traitement moderne des eaux chargées
Le traitement des eaux chargées est un processus en plusieurs étapes dans lequel les différentes méthodes de traitement doivent être coordonnées avec précision. Nous vous apportons notre expertise globale en matière de systèmes, depuis le dimensionnement et l'intégration des différentes étapes de traitement jusqu'à l'optimisation à long terme des stations d'épuration existantes.
Cela permet de mettre en place des solutions capables de soutenir la conformité aux nouvelles exigences tout en s'intégrant efficacement à l'infrastructure existante.
Traitement mécanique
Éliminer de manière fiable les substances solides perturbatrices et stabiliser le débit entrant
Le traitement mécanique constitue la première étape du processus de traitement des eaux usées. À ce stade, les substances solides grossières et fines, telles que les produits d’hygiène, les plastiques, le bois et autres corps étrangers, sont éliminées des eaux usées avant que celles-ci ne passent aux étapes de traitement suivantes. Cette opération est également essentielle pour protéger les composants techniques. L’élimination systématique des substances solides perturbatrices à ce stade précoce contribue à assurer un fonctionnement stable et efficace des étapes de traitement biologique et avancé en aval.
Nous proposons aux entreprises de services publics des solutions assurant une rétention fiable des substances solides et le transfert des eaux usées brutes au sein de la station. Les dégrilleurs Wilo FSM facilitent l’élimination des substances grossières et fines, même en cas de fluctuations du débit d’entrée. Les pompes pour eaux chargées permettent d’assurer un transport fiable de grands volumes d’eau, y compris pendant les périodes de forte charge hydraulique suite à de fortes précipitations.
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De plus, nous assurons une alimentation régulière des étapes de traitement en aval. Grâce à une combinaison soigneusement étudiée de dégrilleurs, de technologies de pompage et de systèmes de pompage, le flux entrant est pré-épuré et le transfert des eaux usées au sein de la station d’épuration est contrôlé. Il en résulte des processus de prétraitement robustes qui constituent la base d’un traitement biologique hautement performant et d’étapes de traitement avancées.
Traitement biologique
Support the targeted control of biological processes and effective energy use
Au cours de la phase de traitement biologique, les matières organiques dissoutes ainsi que les composés azotés et phosphorés sont dégradés grâce à l'action de micro-organismes. Pour que ces processus fonctionnent de manière fiable, l'apport d'oxygène, le brassage et la recirculation des boues doivent être coordonnés avec précision. Ce n'est que lorsque ces facteurs agissent de manière optimale ensemble que les processus biologiques et les paramètres des effluents peuvent être maintenus.
L'aération joue un rôle central. Elle fournit l'oxygène nécessaire à la dégradation biologique. Cependant, elle constitue également l'un des procédés les plus gourmands en énergie dans une station d'épuration. Les bassins d'aération doivent par ailleurs être homogénéisés afin d'éviter la formation de dépôts et d'assurer aux micro-organismes un apport optimal en oxygène et en nutriments. La recirculation des boues activées entre les zones de traitement est tout aussi essentielle pour garantir que la nitrification et la dénitrification se déroulent de la manière la plus efficace possible.
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Nous proposons aux stations d'épuration des solutions permettant une gestion précise des processus biologiques. Les systèmes d'aération peuvent être exploités en fonction des besoins, tandis que les agitateurs assurent un brassage homogène à l'intérieur du bassin. De plus, les systèmes de pompage permettent une recirculation fiable des boues activées et des flux d'eau de process au sein de la station.
Nous supportons également les bureaux d’études et les opérateurs dès la phase de conception. Grâce à des méthodes modernes de simulation CFD, les conditions d'écoulement et le transfert d'oxygène peuvent être analysés en détail et adaptés aux conditions spécifiques de chaque station. Cela permet d'obtenir une interaction parfaitement coordonnée entre l'aération, le brassage et la recirculation.
Élimination des éléments-traces
Étapes de traitement avancées pour répondre à des exigences plus strictes en matière de qualité de l'eau
La directive révisée relative au traitement des eaux usées urbaines (UWWTD) accorde une importance accrue à l'élimination des éléments-traces dans les stations d'épuration. Pour certaines stations, des étapes de traitement supplémentaires pourraient s'avérer nécessaires à l'avenir afin d'éliminer les traces de substances présentes dans les eaux usées et de répondre à des exigences plus strictes en matière de qualité de l'eau.
De nombreuses substances d'origine anthropique ne peuvent être éliminées que de manière limitée à l'aide des procédés conventionnels. Il s'agit notamment des résidus pharmaceutiques, des hormones, des pesticides et des microplastiques. L'élimination des éléments-traces repose donc sur toute une gamme de technologies et de combinaisons de procédés, telles que l'adsorption sur charbon actif, les procédés oxydatifs ou la filtration sur membrane. Il est essentiel que ces étapes de traitement supplémentaires soient intégrées de manière fiable dans les stations existantes et alimentées en continu par les eaux usées issues des étapes de traitement en amont. Parallèlement, les nouveaux procédés doivent être exploités en toute sécurité et intégrés efficacement dans l’infrastructure existante.
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Nous fournissons aux stations d'épuration des pompes et des systèmes adaptés aux différents processus de cette étape de traitement. Des systèmes de pompage coordonnés assurent le transport entre les différentes étapes de traitement et fournissent l'alimentation nécessaire. Des agitateurs favorisent le brassage à l'intérieur du bassin et la répartition homogène du charbon actif ou d'autres agents de réaction. Cela permet d'intégrer cette étape de traitement supplémentaire au fonctionnement existant de la station, tant du point de vue hydraulique que du point de vue de la technologie des procédés industriels.
Cela peut faciliter l'intégration de nouveaux procédés de traitement dans les stations d'épuration existantes et contribuer à leur bon fonctionnement.
Services et solutions couvrant l'ensemble du cycle de vie de votre installation
Wilo vous soutient de manière fiable à chaque étape de votre projet, de la planification et de la conception jusqu'à la mise en service et à l'entretien. L'objectif : un fonctionnement sûr, efficace et prévisible de votre installation.
Notre offre en bref :
- Support dans la planification et la conception (par exemple : choix des produits, simulations, documentation)
- Mise en service et essais de réception
- Service d'entretien, de réparation et de pièces de rechange
- Analyses énergétiques
- Services numériques pour la surveillance de l'état des équipements et l'entretien prédictif
- Formations à l'exploitation et à l'entretien
Grâce à des offres unifiées et sur mesure ainsi qu’à des outils numériques, nous contribuons à améliorer la visibilité sur les conditions d’exploitation et supportons une exploitation fiable et durable des infrastructures.
Optimiser les processus de traitement des eaux chargées de manière globale
Que vous modernisiez une infrastructure existante, que vous ajoutiez de nouvelles étapes de traitement ou que vous planifiiez des systèmes de traitement entièrement nouveaux, une technologie de traitement parfaitement coordonnée est essentielle pour garantir un fonctionnement fiable.
Parlez-nous de votre projet. Ensemble, nous mettrons au point des solutions de traitement des eaux chargées conçues pour répondre aux exigences opérationnelles et réglementaires en constante évolution.
Contactez nos expertsSolutions pour l'ensemble du cycle de l'eau
Nos solutions couvrent l'ensemble du cycle de l'eau : du captage et du stockage à l'utilisation responsable, en passant par le traitement et le retour dans le milieu naturel. Nous supportons ainsi les efforts visant à préserver la qualité de l'eau et à garantir sa disponibilité à long terme.
