Dépollution des eaux usées – le procédé « SBR », une solution

TECHNIQUE EQUIPEMENTS – PROCEDES – N°571 – Mai 1997

Confrontées à la recherche de solutions pour la dépollution des eaux usées, les Fédérations de coopératives laitières du massif jurassien ont adopté un procédé de type boue activées à faible charge, fonctionnant en mode séquentiel discontinu ou SBR (Sequencing Batch Reactor)

Les petites coopératives fromagères du massif jurassien, situées en zone rurale sur des plateaux karstiques peu habités, sont confrontées à la recherche de solutions pour le traitement de leurs effluents laitiers.

Les Fédérations de coopératives laitières (FDCL) se sont mobilisées avec l’Agence de l’eau pour mettre en place un programme d’action axé sur :

  • La réduction de la pollution à la source ;
  • La recherche de solutions autonomes quand la commune ne peut pas programmer un traitement à court terme.

La dépollution des eaux usées d’une fruitière (moins de 400 EH) étant jusqu’à présent trop onéreux, les FDCL recherchaient des propositions techniques adaptées, robustes, simple d’utilisation, efficaces en épuration, et économiques, notamment en coût de fonctionnement.
La rencontre de la FDCL du Jura avec l’Inra de Narbonne a permis la mise en place d’un protocole d’essais d’un an pour valider l’efficacité d’un procédé de traitement adapté aux petites sources de pollution, avec les soutiens financiers du Conseil Général du Jura et de l’Agence de l’eau Rhône-Méditerranée-Corse. L’engagement de la coopérative de Le Fiel et du partenaire industriel fabricant les cuves, les Ateliers d’Occitanie, a permis la concrétisation du projet de dépollution des eaux usées.
La solution technique retenue consiste en un traitement des effluents par un procédé de type boues activées à faible charge, fonctionnant en mode séquentiel discontinu ou SBR (Sequencing Batch Reactor).

Un centime par litre de lait travaillé

Le procédé SBR a déjà été appliqué avec succès à la dépollution des effluents d’origine vinicole par l’Inra de Narbonne. Cette technique consiste en un traitement des effluents par bâchées. Le volume d’effluents correspondant à une journée de production est stocké dans une première cuve tampon. Le réacteur qui contient les boues activées est alimenté par l’effluent à traiter une fois par jour. L’aération est réalisée pendant plusieurs heures puis arrêtée, pour que l’étape de décantation puisse se réaliser, lorsque l’effluent est épuré. Après décantation, le volume introduit précédemment est éliminé, et le cycle recommence. Les boues en excès sont soutirées chaque fois qu’elles sont en trop forte concentration dans le réacteur aérobie. Le contrôle de la teneur en boues dans le réacteur s’effectue par un simple test à l’éprouvette. Le réacteur a été dimensionné sur la base d’un fonctionnement à faible charge pendant la période d’activité maximale de la fromagerie.

L’approche de dépollution des eaux usées présentée ici a été réalisée dans la fromagerie de la commune de Le Fied. Les caractéristiques du rejet de cette unité montraient une pollution essentiellement sous forme soluble. Un rapport moyen de DCO/DBO5 indique qu’une dégradation par voie biologique est possible et un rapport moyen DBO5/N/P souligne qu’il n’est pas nécessaire de faire une complémentation nutritionnelle lors du traitement biologique. Pour ensemencer le réacteur aérobic et acclimater la biomasse, une première culture batch a été réalisée à partir de boues prélevées au niveau du bassin d’aération de la station d’épuration de Plasne-près de Le Field.

Le protocole d’essais a dégagé des résultats encourageants. Globalement, le pH en sortie est stable au cours du temps et indépendant de la valeur du pH en entrée. L’évolution de la température durant l’année pouvant poser un problème, le réacteur aérobie a été isolé. Celui-ci a joué parfaitement son rôle en limitant la chute de température à 18 °C pendant la période la plus froide. La concentration de l’effluent après traitement biologique est très basse aussi bien pour la DCO, la DBO5 que les MES, avec 62 mg/l pour la consommation en DCO totale, 45 mg/l pour la concentration en DCO soluble, 3 mg/l pour la concentration en DBO5 et 25 mg/l pour la concentration en MES. De plus, ces valeurs sont très stables au cours du temps. Les rendements épuratoires moyens sont de 97.7 % pour la DCO, 99.8 % pour la DBO5 et 93.4 % pour la MES. Sur le système en fonctionnement permanent, le volume de boues en excès représente moins de 4 % du volume total d’effluent traité. Ainsi, au Fied, le silo à boues permet donc de stocker la production de boues correspondant à 9 mois de fonctionnement. Le rendement en biomasse est de 0.24 kg de MES/kg de DCO appliqué, ce qui est tout à fait cohérent avec les valeurs mesurées avec des réacteurs fonctionnant dans les mêmes conditions mais traitant des effluents vinicoles. Pour valider le fonctionnement de l’installation de dépollution des eaux usées, le Satese (Service d’Assistance Technique pour l’Exploitation des Stations d’Epuration) du Jura a réalisé un contrôle de l’unité de traitement. Les résultats ont été qualifiés d’excellents et largement inférieurs aux normes de rejet.
Le fromager peut suivre et surveiller seul le fonctionnement du procédé, car il nécessite aucune connaissance particulière en la matière. Des tests simples ont été mis en place pour l’aider dans ses décisions. Il ne consacre qu’une à deux heures par semaine à la surveillance de l’installation de dépollution des eaux usées. Le coût du traitement des eaux usées de la fromagerie de LE FIED est d’environ 1 centime par litre de lait travaillé comprenant les coûts de fonctionnement de la partie non subventionnée des coûts d’investissement (hors coût d’épandage des boues).

MICHEL TORRIJOS, RENE MOLETTA (1), BERNARD GSELL (2)

  1. Laboratoire de Biotechnologie de l’Environnement, INRA, Narbonne
  2. Fédération Départementale des Coopératives Laitières du Jura, Lons le Saunier

REDEVANCES POLLUTION
LES NOUVEAUX TAUX DE BASE 1997

Les délibérations des conseils d’administration des six Agences de l’eau relatives à la fixation des nouveaux taux de base des redevances pollution et des primes pour épuration applicables à compter du 1 er janvier 1997 ont été publiées au Journal Officiel du 31 décembre 1996. Elles s’inscrivent dans le cadre du nouveau et VIIème programme pluriannuel d’intervention des Agences de l’Eau 1997-2001.
Quelques points sont à retenir :

  • Le nombre de paramètres entrant dans l’assiette pour le calcul de la redevance varie entre 6 en Loire-Bretagne et 9 en Rhin-Meuse.
  • Les métaux et métalloïdes (Métox) sont taxés désormais dans les bassins et, pour la première année, en Loire-Bretagne
  • Les composés organohalogénés (AOX) ; c’est-à-dire les solvants chlorés et les pesticides sont taxés pour la première fois dans le bassin Adour-Garonne. Désormais, cette redevance concerne tous les bassins, à l’exception de Loire-Bretagne.
  • Les nitrates et nitrites ou azote oxydé (NO) sont taxés uniquement dans le bassin Rhin-Meuse.
  • Les sels solubles sont taxés uniquement dans deux bassins : Adour-Garonne et Loire -Bretagne
  • La valeur moyenne pondérée interbassins de la redevance pollution 1997, calculée sur la base d’un rejet journalier de 166 g de substances polluantes par habitant, ressort à 40.30 francs/an par équivalent-habitant, soit une hausse moyenne de 1.3 % par rapport à 1996. Le taux d’augmentation est le plus élevé en Artois-Picardie avec 2.1 % ;il est nul en Rhône-Méditerranée-Corse.
  • Dans le montant total de la redevance pollution exprimée en EQH, la redevance perçue au titre de la pollution carbonée (MES+MO) demeure prépondérante en 1997 dans tous les bassins. Elle participe en effet entre 69.1 % en Loire-Bretagne et 87.6 % en Rhin-Meuse, pour un taux moyen interbassins de 81.6 %

J.C. ROTEREAU, CNIEL

Caractéristiques du site de Le Fied

  • Volume annuel de lait traité : 2 700 000 litres
  • Moyenne journalière : 7 400 litres avec une pointe à 9 780 litres
  • Produits fabriqués : essentiellement du comté, 1 800 kg de beurre
  • Récupération et écrémage des sérums : total pour la phase de moulage ; une grande partie pour la phase pressage/égouttage
  • Volume de rejet : 4 < 10 m3/jour <14
  • Concentration en DCO totale : 2 < 2.57 g/l < 3.5
  • Concentration en DBO : 0.8 < 1.21 g/l < 1.7
  • Concentration en MES : 0.2 < 0.38 g/l < 0.6

Redevance 1997
(exprimée en équivalent/habitant)

Agences de l’eau 1997 Variation 1997/1996
ADOUR-GARONNE
F/an/Eqh
43.83 + 1.3 %
ARTOIS-PICARDIE
F/an/Eqh
43.48 + 2.1 %
LOIRE-BRETAGNE
F/an/Eqh
31.35 + 1.7 %
RHIN-MEUSE
F/an/Eqh
34.87 + 1.5 %
RHONE-MEDITERANEE-CORSE
F/an/Eqh
39.10 0 %
SEINE-NORMANDIE
F/an/Eqh
45.95 + 2.0 %
VALEUR MOYENNE
Pondérée interbassins
F/an/Eqh
40.30 + 1.3 %

 

Quantité d’éléments polluants par habitant en grammes par jour entrant dans le calcul de l’Egh.
Egh = 90 g MES + 57 g MO + 15 g NR + 4 g P = 166 g de matières polluantes
L’industrie laitière est en effet concernée, pour l’essentiel, par les pollutions carbonées, azotées et phosphorées.