LES CLES DU DIMENSIONNEMENT
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Dispositifs d'épuration des eaux usées > Le lagunage
PRINCIPE DE TRAITEMENT
L'épuration par lagunage est fondée sur les processus biochimiques naturels de l'autoépuration.
Dans la zone supérieure, les bactéries aérobies se développent en utilisant la matière organique comme source de nutriment, ce qui conduit à la formation d'une boue activée dispersée. L'oxygène est fourni pour l'activité photosynthétique des algues vertes de surface qui se développent abondamment dans un tel milieu. Le dioxyde de carbone, l'eau, les nitrates et les phosphates produits servent ensuite de nutriments à la flore aquatique.
Dans la zone inférieure, les bactéries anaérobies stabilisent la matière organique décantée en 2 phases : une partie de la matière organique est décomposée en nitrates et phosphates puis rejoint la masse supérieure du plan d'eau ; l'autre partie est transformée en gaz carbonique, méthane et ammoniac.
L'élimination des germes microbiologiques est essentiellement liée au temps de séjour élevé des effluents (de l'ordre de quelques semaines).
LA FILIERE DE TRAITEMENT
Le lagunage naturel est généralement réalisé dans plusieurs bassins en série. Il existe en pratique 3 types de lagunes :
- une lagune profonde fonctionnant en anaérobiose,
- une lagune de faible profondeur ou bassin de stabilisation (1 m), de grande surface qui favorise les échanges gazeux air-eau et dont la flore bactérienne est essentiellement aérobie,
- une lagune de finition en complément d'un traitement traditionnel et fonctionnant en aérobiose.
DIMENSIONNEMENT & CONCEPTION
Le lagunage comprend généralement 3 bassins de type bassin de stabilisation dont les surfaces sont de 6 m²/EH pour le premier bassin et 2,5 m²/EH pour les bassins 2 et 3.
La profondeur des bassins est de l'ordre de 1 m (jusqu'à 1,20 m dans le premier bassin et 1 m dans le dernier). En entrée du premier bassin, en prévision du cône de sédimentation, une surprofondeur de 50 cm doit être mise en oeuvre sous l'espace occupé par le dégraisseur. Sur cette zone, un dallage béton sera réalisé afin de protéger l'étanchéité du fond de la lagune très sollicité lors des pompages pour l'évacuation du cône de sédimentation.
Le temps de séjour moyen dans l'ensemble du lagunage est de l'ordre de 60 à 70 jours.
En ce qui concerne la forme des bassins, on évitera des bassins allongés et étroits qui favorisent des écoulements pistons. Le rapport longueur / largeur conseillé est de 3. En outre, pour réduire les zones mortes, il conviendra d'éviter les formes anguleuses sur les bassins.
Un dégrillage doit être mis en oeuvre en amont du lagunage. Si l'arrivée se fait gravitairement, le dégrillage sera installé en amont d'un canal de mesure. Dans le cas d'une alimentation sous pression, le dégrillage sera installé dans le poste de refoulement.
Un dégraisseur doit également être mis en oeuvre en entrée de la première lagune afin d'assurer une rétention des graisses et des flottants. Il sera réalisé par une cloison siphoïde immergée sur 30 à 40 cm, installée au débouché de la canalisation. Elle mesure 4 m de long sur 3 m de large.
L'installation d'un canal de mesure en entrée de station est recommandée notamment quand l'arrivée est gravitaire. En sortie, la réglementation impose l'implantation d'un canal de mesure du débit rejeté.
PERFORMANCES EPURATOIRES
Selon la circulaire du 17 février 1997, le lagunage naturel est susceptible d'assurer un niveau de traitement D3, soit une élimination de 60% de la DCO et de 60% de l'azote Kjeldhal.
D'un point de vue élimination de la pollution microbiologique, on est susceptible d'observer un abattement des germes témoins de contamination fécale de 3 à 4 Unités Logarithmiques.
Les performances épuratoires généralement observées pour ce type de procédé sont les suivantes :
| Paramètre | Concentration | Rendement épuratoire |
|---|---|---|
| DBO5 | 30 à 60 mg O2/L sur effluent filtré | 80 à 90% |
| DCO | 75 à 150 mg O2/L sur effluent filtré | 80 à 90% |
| MES | 140 mg/L | 70% |
| NK | 30 à 35 mg N/L | 60% |
| NGL | 55 à 60 mgN/L | 25 à 30% |
| PT | 10 mgP/L | 50% |
| GTCF | 103 à 104 germes par 100 mL | - 3 à 4 ULog |