filieres d'assainissement juin 2012
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DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les filières d'épuration des eaux urbaines
résiduaires Juin 2012
WWW.developpement-durable.gouv.fr
Ministère de l'Écologie, du développement durable, des transports et du logement
Bruno RAKEDJIAN
MEDDTL – DGALN – DEB - PGREM
2 2
2 Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les différentes filières en fonction de la taille des agglomérations d'assainissement
3 3
3 Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les différentes filières en fonction de la taille
O = Oui N = Non E = Exceptionnel (contraintes locales) DB : Disque Biologique LB : Lit Bactérien BA : Boue Activée SBR : Sequencing Batch Reactor MBBR : Moving Bed Biofilm Reactor BRM : Bioréacteur à Membranes
Source : CEMAGREF
4 4
4 Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les différentes filières en fonction de la surface disponible
5 5
5 Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les différentes filières en fonction de la surface disponible
2-5 m2/hab
Espace disponible
< 1 m2/hab Système extensif ou mixte 1-2 m2/hab 8-15 m2/hab
Système extensif ou mixte
Système mixte
Système intensif
Système compact
Sol perméable
Infiltration percolation
Lagunage
naturel
OUI
NON
- Lit bactérien + lagune de finition - Disque biologique + lagune de finition ou filtre planté - Lagune aérée + lagune de finition - Filtre à sable vertical drainé - filtre planté à deux étages
- boue activée-faible charge - Filtre planté à un seul étage avec ou sans recirculation - Filtre coco ANC
Bioréacteur à Membranes
Décanteurs lamellaires
+ Biofiltres
MBBR
SBR
6 6
6 Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les différentes filières en fonction de la surface disponible
CEMAGREF CSTB
7 7
7 Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
LES SYSTEMES D’EPURATION DES PETITES COLLECTIVITES
8 8
8 Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
L'infiltration percolation
9 9
9 Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
L'infiltration percolation
Source : agence de l'eau
Taille conseillée : 50 à 1000 Eh Surface d'implantation : 5 à 10 m2/hab
10 10
10
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
L'infiltration percolation
Source : agence de l'eau RM
11 11
11
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
L'infiltration percolation Les performances
Source : agence de l'eau
Paramètre Rdt Concentration rejet
DBO5 90% 10 mg/l
DCO 85% 50 mg/l
MES 90% 15 mg/l
NTK 75% 10 mg/l
NGL 35% 30 mg/l
Pt 40% 5 mg/l
E.coli 2 à 4 unités log
Source : agence de l'eau RM
12 12
12
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
L'infiltration percolation Coût financier
500 à 900 euros/eh en investissement et 7 à 10 euros/eh en exploitation
Source : agence de l'eau RM
13 13
13
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
L'infiltration percolation Avantages/inconvénients
Source : agence de l'eau RM
Pratiquement plus réalisé - concurrencée par les filtres plantés
14 14
14
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le décanteur digesteur
15 15
15
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le décanteur digesteur
Source : agence de l'eau RM
16 16
16
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le décanteur digesteur
Source : agence de l'eau RM
Paramètre Rdt Concentration rejet
DBO5 30% 200-300 mg/l
DCO 30% 500-700 mg/l
MES 50% 200 mg/l
NTK 0% 100 mg/l
NGL 0% 100 mg/l
Pt 0% 10 mg/l
E.coli 0 unités log
17 17
17
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le décanteur digesteur
Source : agence de l'eau RM
18 18
18
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le filtre planté à écoulement vertical
19 19
19
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : CEMAGREF
Taille conseillée : 50 à 1000 Eh Surface d'implantation : 1.5 à 5 m2/hab
Le filtre planté à écoulement vertical
20 20
20
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : agence de l'eau
Le filtre planté à écoulement vertical
21 21
21
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le filtre planté à écoulement vertical Les performances
Paramètre Rdt Concentration rejet
DBO5 90% 10 mg/l
DCO 85% 40 mg/l
MES 90% 10 mg/l
NTK 85% 5 mg/l
NGL 45% 30 mg/l
Pt 40% 4 mg/l
E.coli 1 à 3 unités log Source : agence de l'eau RM
22 22
22
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le filtre planté à écoulement vertical Coût financier
450 à 1000 euros/eh en investissement et 2,5 à 3,5 euros/eh en exploitation
Source : agence de l'eau RM
23 23
23
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le filtre planté à écoulement vertical Avantages/inconvénients
Source : agence de l'eau RM
24 24
24
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le filtre planté à écoulement horizontal
25 25
25
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : CEMAGREF
Taille conseillée : 50 à 1000 Eh Surface d'implantation : 5 à 10 m2/hab
Le filtre planté à écoulement horizontal
26 26
26
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : agence de l'eau
Le filtre planté à écoulement horizontal
27 27
27
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le filtre planté à écoulement horizontal : les performances
Paramètre Rdt Concentration rejet
DBO5 85%
DCO 85%
MES 85%
NTK
NGL Meilleur que vertical
Pt
E.coli
Source : agence de l'eau RM CEMAGREF
28 28
28
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le filtre planté à écoulement horizontal : coût financier
Du même ordre de grandeur que l'écoulement vertical Peu d'installations.
Source : agence de l'eau RM
29 29
29
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le filtre planté à écoulement horizontal : avantages/inconvénients
Coût : du même ordre que les filtres horizontaux
Source : agence de l'eau RM
30 30
30
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
La lagunage naturel
31 31
31
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : CEMAGREF
Taille conseillée : 50 à 1500 Eh Surface d'implantation : 25 m2/hab
Le lagunage naturel
32 32
32
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : agence de l'eau
Le lagunage naturel
33 33
33
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le lagunage Les performances
Paramètre Rdt Concentration rejet
DBO5 90% 15 mg/l
DCO 75% 85 mg/l
MES 80% 25 mg/l
NTK 70% 10 mg/l
NGL 70% 10 mg/l
Pt 60% 3 mg/l
E.coli 3 à 4 unités log
Source : agence de l'eau RM
34 34
34
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le lagunage Coût financier
600 euros/eh en investissement et 5 à 10 euros/eh en exploitation
Source : agence de l'eau RM
35 35
35
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le lagunage naturel Avantages/inconvénients
Source : agence de l'eau RM
36 36
36
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
La lagunage aéré
37 37
37
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : CEMAGREF
Taille conseillée : 400 à 2000 Eh Surface d'implantation : 8 m2/hab
Le lagunage aéré
38 38
38
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : agence de l'eau
Le lagunage aéré
39 39
39
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le lagunage aéré Les performances
Paramètre Rdt Concentration rejet
DBO5 90% 15 mg/l
DCO 80% 85 mg/l
MES 85% 30 mg/l
NTK 60% 20 mg/l
NGL 60% 20 mg/l
Pt 50% 4 mg/l
E.coli 3 à 5 unités log
Source : agence de l'eau RM
40 40
40
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le lagunage aéré Coût financier
400 à 450 euros/eh en investissement et 8 à 10 euros/eh en exploitation
Source : agence de l'eau RM
41 41
41
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le lagunage aéré Avantages/inconvénients
Source : agence de l'eau RM
42 42
42
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
La lit bactérien
43 43
43
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : CEMAGREF
Taille conseillée : 200 à 2000 Eh Surface d'implantation : 1 à 5 m2/hab
Le lit bactérien
44 44
44
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : agence de l'eau
Le lit bactérien
45 45
45
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le lit bactérien Les performances
Paramètre Rdt Concentration rejet
DBO5 90% 30 mg/l
DCO 80% 100 mg/l
MES 90% 30 mg/l
NTK 70% 15 mg/l
NGL
Pt 50% 5 mg/l
E.coli nulle
Source : agence de l'eau RM
46 46
46
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le lit bactérien Coût financier
200 à 350 euros/eh en investissement et 10 à 18 euros/eh en exploitation
Source : agence de l'eau RM
47 47
47
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le lit bactérien Avantages/inconvénients
Source : agence de l'eau RM
48 48
48
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le disque biologique
49 49
49
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : CEMAGREF
Taille conseillée : 300 à 2000 Eh Surface d'implantation : 1 à 5 m2/hab
Le disque biologique
50 50
50
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : agence de l'eau
Le disque biologique
51 51
51
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le disque biologique Les performances
Paramètre Rdt Concentration rejet
DBO5 80% 50 mg/l
DCO 70% 175 mg/l
MES 80% 45 mg/l
NTK 30% 45 mg/l
NGL 30% 50 mg/l
Pt 25% 7 mg/l
E.coli nulle
Source : agence de l'eau RM
52 52
52
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le disque biologique Coût financier
475 à 750 euros/eh en investissement et 9 à 16 euros/eh en exploitation
Source : agence de l'eau RM
53 53
53
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le disque biologique Avantages/inconvénients
Source : agence de l'eau RM
54 54
54
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
La boue activée
55 55
55
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : CEMAGREF
Taille conseillée : > 500 Eh Surface d'implantation : 1 m2/hab
La boue activée
56 56
56
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
La boue activée Les performances
Paramètre Rdt Concentration rejet
DBO5 95% 10 mg/l
DCO 90% 50 mg/l
MES 90% 15 mg/l
NTK 75-90% 10 mg/l
NGL 60-75% 15 mg/l
Pt 40-55% 3 mg/l
E.coli 1 à 3
Source : agence de l'eau RM
57 57
57
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : agence de l'eau
Le boue activée
58 58
58
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
La boue activée Coût financier
500 à 1000 euros/eh en investissement et 17 à 25 euros/eh en exploitation
Source : agence de l'eau RM
59 59
59
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
La boue activée Avantages/inconvénients
Source : agence de l'eau RM
60 60
60
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Dispositif pour ANC
61 61
61
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
L’ASSAINISSEMENT DES GROSSES COLLECTIVITES
62 62
62
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les boues activées faibles charges
63 63
63
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les boues activées faibles charges ou à aération prolongée
Source : SIAAP
OPTIONAL
64 64
64
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les boues activées faibles charges ou à aération prolongée
Paramètre Rdt Concentration rejet
DBO5 97-98% 5-10 mg/l
DCO 92% 30-50 mg/l
MES 95% 10-15 mg/l
NTK 85-95% 5-10 mg/l
NGL 70-90% 5-15 mg/l
Pt absobtion bactérienne
40-50% 3-4 mg/l
Pt déphosphatation biologique
60-80% 1-3 mg/l
Pt physico-chimique 80-95% 0,5 à 2 mg/l
E.coli 1 à 3 unités log
65 65
65
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les décanteurs lamellaires et les biofiltres, les cultures fixées
66 66
66
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : SIAAP – seine centre
Les décanteurs lamellaires physicochimiques et les biofiltres
67 67
67
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les décanteurs lamellaires physicochimiques
Source : SIAAP – seine centre
68 68
68
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : SIAAP – seine centre
Le biofiltre d'élimination du carbone
69 69
69
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : SIAAP – seine centre
Le biofiltre d'élimination de l'azote ammoniacal, la nitrification
70 70
70
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Source : SIAAP – seine centre
Le biofiltre d'élimination des nitrates, la dénitrification
71 71
71
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les boues activées faibles charges ou à aération prolongée
Paramètre Rdt Concentration rejet
DBO5 97-98% 5-10 mg/l
DCO 92% 30-40 mg/l
MES 95% 5-10 mg/l
NTK 90-95% 5-10 mg/l
NGL 70-90% 5-15 mg/l
Pt 80-95% 0,2 à 2 mg/l
72 72
72
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le SBR : sequencing batch reactor
73 73
73
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le SBR
74 74
74
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le MBBR, moving bed biofilm reactor, réacteur à flore fixée fluidisée
75 75
75
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le MBBR
SOGEA - Anox-Kalness¨,
76 76
76
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le MBBR
SOGEA - Anox-Kalness¨,
77 77
77
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le MBBR
78 78
78
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Le Média filtrant ses usages et ses mésusages
Attention à la bonne maîtrise du support
aquarium piscine ANC
79 79
79
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les bioréacteurs à membrane
80 80
80
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les bioréacteurs à membranes
Source : united envirotech ltd
81 81
81
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les bioréacteurs à membranes STEP Louvain-la-Neuve 13 500 Eh
82 82
82
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les boues activées faibles charges ou à aération prolongée
Paramètre Rdt Concentration rejet
DBO5 97-99% 1-5 mg/l
DCO 95% 20-40 mg/l
MES 99% 1-5 mg/l
NTK 90-95% 5-10 mg/l
NGL 70-90% 5-15 mg/l
Pt 80-97% 0,2 à 2 mg/l
E. Coli 3-5 unités log
83 83
83
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les coût d'investissement et de fonctionnement pour les grosses
collectivités Les coûts dépendent directement de la
taille et de l'exigence de traitement Boues activées faibles charges : 180 euros/ eh à 300 euros/ Eh Physico-chimique + biofiltres : 200 à 400 euros/ Eh Bioréacteurs à membranes : 250 à 500 euros/Eh Exploitation : 10% de l'investissement par an
84 84
84
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les performances de 6 175 stations en France par filière
85 85
85
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les performances de 6 175 stations en France par filière
86 86
86
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les performances de 6 175 stations en France par filière
TOU
TES
FIL
IER
ES
Bio
filtre
s -3
4
bior
éact
eurs
à m
embr
anes
– 1
6
boue
s ac
tivée
s aé
ratio
n pr
olon
gée
– 36
40
boue
s ac
tivée
s fa
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cha
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– 51
4
boue
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tivée
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e –
29
boue
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tivée
s m
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175
cultu
res
mix
tes
– 4
Déc
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tion
– 12
disq
ues
biol
ogiq
ues
- 95
filtre
s à
sabl
e –
49
filtre
s pl
anté
s –
390
lagu
nes
aéré
es –
13
lagu
nage
s na
ture
ls –
824
lits
bact
érie
ns –
382
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
90,00%
100,00%
Performances des filières de traitement des eaux usées
calcul effectué sur 6175 station
Rdt MESRdt DCORdt DBO5Rdt NGLRdt NTKRdt Pt
FILIERES
RE
ND
EM
EN
TS
87 87
87
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Les filières de traitement des boues
88 88
88
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Petites collectivités : Table d’égoutage, Filtre à bande, Unité de chaulage, Filtres à plateaux, Lits de séchage plantés de roseaux (minéralisées) Curage de lagune (minéralisées) Compostage Séchage solaire
Les filières de traitement des boues
89 89
89
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Grosses collectivités : Digestion Centrifugeuses Filtres à bandes Filtres presses, Lit de séchage planté de roseaux chaulage, Séchage thermique Incinération Oxydation par voie humide Pyrolyse Méthanisation
Les filières de traitement des boues
90 90
90
Intitulé de la réunion DGALN - Direction de l'Eau et de la Biodiversité
Je vous remercie
Plus d'information
Site Internet EPNAC
Les procédés d'épuration des petites collectivités – 2007 - agence de l'eau Rhin
Bruno.rakedjian@developpement-durable.gouv.fr
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