Conception technique détaillée des stations de traitement des eaux usées
La conception d’une station de traitement des eaux usées repose sur une série d’étapes techniques précises, adaptées aux caractéristiques hydrauliques et polluantes du site concerné. Cette étude présente une méthode pas à pas pour concevoir une station efficace et conforme aux normes européennes, en intégrant des exemples numériques et des recommandations pratiques pour les ingénieurs hydrauliciens et maîtres d’œuvre.
1. Caractéristiques des Eaux Usées à Traiter
Avant toute conception, il est essentiel de définir les caractéristiques des effluents :
- Débit moyen journalier (Qm) et débit de pointe (Qp) en m³/j et m³/h.
- Charges polluantes : DBO5, DCO, MES, azote total (N), phosphore total (P).
- Variabilité saisonnière et horaire.
Exemple : Pour une commune de 12 000 EH (Équivalent Habitant) :
- Qm = 150 L/EH/j = 1 800 m³/j
- DBO5 = 60 g/EH/j → Charge DBO5 = 720 kg/j
2. Calcul des Débits et Coefficients de Pointe
Le débit instantané de pointe (Qp) est déterminé à l’aide d’un coefficient K :
Qp = K × (Qm/24)
Exemple : Si K = 2,5 :
Qp = 2,5 × (1 800 / 24) = 187,5 m³/h
3. Dimensionnement des Ouvrages de Prétraitement
Dégrillage : largeur des mailles selon réglementation (20 à 40 mm pour dégrillage grossier).
Dessablage : Calcul du volume utile :
Temps de séjour : 2 à 4 min
V = Qp × Temps / 60
Exemple : V = 187,5 × 3 / 60 = 9,4 m³
4. Traitement Primaire : Décantation
Volume du décanteur dimensionné pour un temps de séjour de 1,5 à 2 h :
V = Qm × Temps / 24
Exemple : V = 1 800 × 2 / 24 = 150 m³
Vitesse de décantation recommandée : 1 à 1,5 m/h
5. Traitement Secondaire : Boues Activées
Charge volumique (CV) en kg DBO5/m³/j :
CV = Charge DBO5 / Volume bassin
CV recommandée : 0,25 à 0,5 kg/m³/j
Exemple : Volume nécessaire :
V = 720 / 0,35 = 2 057 m³
6. Traitement Tertiaire : Désinfection et Filtration
Techniques :
- Filtration sur sable ou média granulaire.
- Désinfection par UV (dose ≥ 30 mJ/cm²) ou chloration (1 à 2 mg/L).
7. Gestion et Traitement des Boues
Production de boues : 0,6 à 0,8 kg MS/EH/an
Procédés :
- Épaississement statique ou mécanique.
- Déshydratation par centrifugeuse ou filtre-presse.
- Stockage et valorisation agricole ou compostage.
8. Automatisation et Supervision
Implantation de :
- Sondes de niveau, débitmètres et analyseurs DBO/DCO en ligne.
- Automates programmables pour la régulation et alarmes.
- Télégestion pour suivi à distance et rapport de performance.
9. Normes Techniques de Référence
- NF EN 12255 (Conception des stations d’épuration)
- Directive européenne 91/271/CEE relative aux eaux urbaines résiduaires
- Arrêtés nationaux sur les rejets d’eaux usées traitées
Conclusion
La conception d’une station de traitement des eaux usées exige des calculs précis, une maîtrise des procédés adaptés aux caractéristiques des effluents et un respect rigoureux des normes. L’intégration de solutions automatisées et de traitements tertiaires permet d’améliorer la qualité des rejets et de valoriser les boues produites. TravauxNova.com continuera d’approfondir ces thématiques techniques dans ses prochaines publications hydrauliques.
