PRE Technologies de prétraitement

Le prétraitement est l’élimination préliminaire d’éléments contenus dans les eaux usées ou les boues tels que les huiles, les graisses et les particules solides. Les unités de prétraitement peuvent être installées en amont du transport, d’une technologie de traitement (semi-)centralisée ou d’une pompe, et permettent d’empêcher l’accumulation des matières solides et de minimiser les risques de colmatage ultérieurs. Elles contribuent également à réduire l’abrasion des pièces mécaniques et à prolonger la durée de vie des infrastructures d’assainissement.

Les huiles, les graisses, le sable et les matières en suspension peuvent nuire à l’efficacité du transport et/ou du traitement, car ils augmentent les risques de colmatage et l’usure des équipements. Il est donc crucial d’empêcher leur entrée dans le système. Les mesures préventives au niveau individuel (contrôle à la source) et lors du transport sont importantes. Par exemple, les regards de visite des égouts doivent toujours être fermés par une plaque pour empêcher l’intrusion de matériaux étrangers. Les technologies de prétraitement sont généralement installées au point où les eaux usées arrivent dans une station de traitement ou à la sortie des grands bâtiments. Ces technologies utilisent des mécanismes physiques d’élimination tels que le dégrillage, la flottaison, la décantation et la filtration.

Considérations sur la conception

Le dégrillage vise à empêcher les déchets grossiers, comme les plastiques, de pénétrer dans un égout ou une station de traitement, à l’aide de grilles inclinées ou de barreaux. L’espacement entre les barres est compris entre 1,5 et 4 cm en fonction du type de rétention souhaitée. Les grilles peuvent être nettoyées manuellement ou à l’aide d’un racloir mécanique. Celui-ci permet de retirer les matières solides plus fréquemment et, par conséquent, de concevoir un dispositif plus petit.


Les bacs à graisse qui piègent les huiles et les graisses doivent être munis d’un couvercle étanche aux odeurs. Des cloisons ou des tubes en tés à l’entrée et à la sortie limitent la formation de turbulences à la surface de l’eau et séparent les éléments flottants de l’effluent. Un bac à graisse se place sous un évier ou à l’extérieur de la maison. Les bacs de grande taille peuvent aussi retenir le sable et d’autres matières solides décantables par sédimentation, de la même manière que le font les fosses septiques S.13 .


Lors de la présence de sable dans les eaux usées, les dessableurs ou pièges à sable permettent d’éliminer ces matériaux inorganiques et lourds par sédimentation. Il en existe trois types : les des-sableurs à écoulement horizontal, les dessableurs aérés et les dessableurs à hydrocyclone. Tous ces modèles permettent aux particules de sable lourdes de se déposer, tandis que les particules plus légères, principalement organiques, restent en suspension.

Matériaux

Les dégrilleurs, les bacs à graisse et les dessableurs peuvent tous être construits avec des matériaux locaux, tels que le béton et les barres métalliques. Il existe également des modèles préfabriqués. Les dégrilleurs mécaniques nécessitent de l’électricité. Il faut également disposer d’outils pour retirer l’écume, les boues et les déchets et fournir des équipements de protection individuelle aux travailleurs qui effectuent ces tâches.

Contexte

Les bacs à graisse doivent être installés dans les lieux qui rejettent de grandes quantités d’huiles et de graisses comme les restaurants et les cantines et lorsqu’il existe un risque immédiat de colmatage, notamment dans le cas du traitement des eaux grises dans un filtre planté T.6 . Le dégrillage est essentiel pour empêcher les déchets de pénétrer dans les réseaux d’égouts et les stations de traitement et dans certains lieux stratégiques comme les bouches d’égout des marchés. Les dessableurs sont préconisés dans les zones sableuses, en cas de routes non-asphaltées et lorsque les eaux pluviales peuvent pénétrer dans le réseau d’égouts.

Fonctionnement et entretien

Les produits collectés lors du prétraitement doivent être éliminés régulièrement. Pour les dégrilleurs, le nettoyage requis est quotidien. Un bac à graisse placé sous un évier doit être nettoyé entre une fois par semaine et une fois par mois, alors qu’un bac à graisse plus grand sera vidangé tous les 6 à 12 mois. Les dessableurs doivent être contrôlés et nettoyés avec soin après chaque pluie. Si l’entretien est trop peu fréquent, de fortes odeurs peuvent se dégager du fait de la dégradation des matériaux accumulés. En cas d’entretien insuffisant les unités en aval du système de traitement peuvent être défaillantes, notamment à cause des colmatages. Les matériaux collectés lors du prétraitement doivent être traités avec les déchets ou bien enterrés si aucune in-frastructure de gestion des déchets X.8 n’existe.

Santé et sécurité

Les opérateurs impliqués dans le prétraitement peuvent être exposés à des agents pathogènes ou à des substances toxiques, c’est pourquoi ils doivent porter un équipement de protection individuelle comprenant au moins des bottes et des gants. Par ailleurs, il est indispensable de traiter les refus de dégrillage et autres déchets en toute sécurité et d’éviter toute possibilité de contact avec des personnes extérieures.

Coûts

Les coûts d’investissement et d’exploitation des technologies de prétraitement sont relativement faibles. En cas d’utilisation de dégrilleurs mécaniques, il faut prendre en compte les coûts de la consommation permanente d’électricité. Toutes les technologies de prétraitement impliquent des interventions de raclage et de curage réguliers qui doivent être conduites par des opérateurs formés.

Aspects sociaux

Les opérations de nettoyage des dispositifs de prétraitement sont désagréables et ne sont pas toujours bien conduites lorsqu’elles sont confiées aux ménages ou à des membres de la communauté. L’intervention d’opérateurs professionnels assure un entretien régulier mais génère un coût supplémentaire. Pour réduire les charges polluantes et améliorer la qualité du prétraitement, on peut agir à la source à l’aide de moyens techniques (grilles, fonds de cuve filtrants, joints d’étanchéité dans les éviers et les douches) et par une sensibilisation des comportements (en informant les ménages qu’il ne faut pas éliminer les déchets et l’huile de cuisine dans les systèmes d’assainissement).

Critères de décision clés

Produits entrants

Eaux noires
Eaux grises
Boues

Produits sortants

Eaux noires
Eaux grises
Produits de prétraitement
Boues

Phase d'urgence

Stabilisation +
Relèvement + +

Caractéristiques des sols

Peu contraignantes

Niveau d’application

Ménage +
Voisinage + +
Ville + +

Avec et sans usage d’eau

Avec usage d’eau

Niveau de gestion

Ménage +
Partagé +
Public + +

Complexité technique

Moyenne

Espace requis

Faible

Objectifs et caractéristiques clés

Garantir la durabilité et le bon fonctionnement des systèmes ultérieurs

Forces et faiblesses

  • Coûts d’investissement et de fonctionnement relativement faibles
  • Durée de vie et durabilité accrues des infrastructures de transport et de traitement
  • Entretien fréquent nécessaire
  • L’élimination des déchets et des graisses est désagréable
  • Il faut planifier une gestion des déchets en toute sécurité

Références sélectionnées

Considération sur la conception en fonction du contexte

Ulrich, A., Reuter, S., Gutterer, B., Sasse, L., Panzerbieter, T., Reckerzügel, T. (2009): Decentralised Wastewater Treatment Systems (DEWATS) and Sanitation in Developing Countries. WEDC, Loughborough, UK

Robbins, D. M., Ligon, G. C. (2014): How to Design Wastewater Systems for Local Conditions in Developing Countries. IWA Publishing, London, UK

Tchobanoglous, G., Burton, F. L., Stensel, H.D. (2004): Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. Metcalf & Eddy, New York, US

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