Mise à niveau contre les micropolluants

"Avez-vous consommé des médicaments au cours de la semaine dernière ?" Les réponses à cette question sont collectées tous les cinq ans par l'office fédéral de la statistique dans le cadre d'une enquête auprès de la population suisse. Jusqu'à l'?ge de 40 ans, environ un tiers répond par l'affirmative, tandis que chez les personnes de plus de 75 ans, 84% consomment régulièrement des médicaments [1]. Avec l'augmentation de l'espérance de vie des personnes, les concentrations et la diversité des médicaments dans les eaux usées augmentent. Les cosmétiques, les additifs alimentaires et les produits phytosanitaires qui se détachent par exemple des fa?ades des maisons modernes sont d'autres sources de micropolluants. Ce terme décrit une large palette de substances qui, même à de faibles concentrations de quelques nanogrammes à microgrammes par litre d'eau, ont un effet biochimique sur les organismes aquatiques. En Europe, plus de 100 000 substances sont enregistrées à des fins commerciales. Certaines de ces substances chimiques inhibent la reproduction des poissons, d'autres provoquent des malformations chez les amphibiens. De nombreux herbicides inhibent la photosynthèse des algues et modifient ainsi la structure de communautés biologiques entières [2].

Une performance pionnière dans le traitement des eaux usées

Les stations d'épuration conventionnelles éliminent très efficacement les substances organiques facilement dégradables et les nutriments que sont le phosphore et l'azote. Les polluants qui se lient facilement aux particules sont également éliminés de l'eau avec les boues d'épuration. Cependant, de nombreux micropolluants tels que les médicaments et les produits phytosanitaires restent dissous dans l'eau et sont persistants - ils ne sont dégradés que très lentement par les bactéries. C'est pourquoi ils peuvent passer de la rivière à la nappe phréatique, puis à l'approvisionnement en eau potable.

Sur 700 stations d'épuration en Suisse, 100 d'entre elles doivent désormais être équipées d'une étape de traitement supplémentaire. La priorité est donnée aux grandes installations qui présentent un mauvais taux de dilution à la sortie ou qui se jettent dans des cours d'eau qui alimentent également des réserves d'eau potable. Les co?ts moyens d'épuration des eaux usées s'élèvent aujourd'hui à environ 130 francs par habitant et par an. Ils augmenteront d'environ 13% gr?ce à cette "mise à niveau" pour la protection contre les micropolluants [3]. La Suisse joue ainsi un r?le de pionnier en Europe. Notre expérience avec cette étape d'épuration supplémentaire montrera la voie à d'autres pays.

Deux techniques pour arriver au but

Les micropolluants peuvent être éliminés de l'eau de deux manières différentes [3] : Les procédés d'oxydation décomposent les molécules en produits inoffensifs comme l'eau et le dioxyde de carbone ; les procédés d'adsorption laissent la substance intacte, mais la fixent sur des particules qu'il faut séparer de l'eau dans une deuxième étape.

Oxyder avec de l'ozone

L'ozonation a fait ses preuves pour l'oxydation des micropolluants. Des générateurs correspondants produisent les 3 à 5 grammes d'ozone nécessaires par mètre cube d'eau directement dans la station d'épuration. Cela augmente les besoins en énergie du traitement des eaux usées de 10 à 30 %. Comme un réacteur à ozone n'oxyde qu'incomplètement de nombreuses substances, on y ajoute une étape de nettoyage microbiologique supplémentaire, par exemple au moyen d'un filtre à sable, ce qui réduit les polluants de 80 pour cent. Un autre avantage de l'ozonation est qu'elle désinfecte les eaux usées. Comme les antibiotiques dans les eaux usées favorisent le développement de bactéries résistantes, l'ozonation augmente ainsi la sécurité pour l'homme et l'environnement.

Se lier avec du charbon actif

Le charbon actif en poudre convient à l'adsorption des micropolluants. Cette substance poreuse présente une grande surface de plus de 1000 mètres carrés par gramme. Les micropolluants qui n'ont pas été éliminés par voie biologique dans le bassin d'aération s'y fixent. Pour séparer le charbon actif, il existe différentes techniques de filtration. Les 12 à 15 grammes de charbon actif nécessaires par mètre cube d'eau sont incinérés avec les boues d'épuration à la fin du processus d'épuration. Tout comme l'ozonation, la technique d'adsorption atteint un rendement d'environ 80 pour cent et réduit ainsi massivement la pollution des eaux.

Réaliser avec le travail d'équipe

Pour équiper les stations d'épuration suisses de l'étape de traitement supplémentaire, des chimistes de l'environnement, des toxicologues et des spécialistes du génie des procédés de l'Eawag, de l'ETH et de l'EPFL travaillent en étroite collaboration avec des bureaux d'ingénieurs et l'Office fédéral de l'environnement (OFEV). De leur c?té, les cantons et les exploitants des stations d'épuration veillent à ce que l'argent investi soit le plus utile possible pour la sécurité de l'eau potable, la pêche et l'écologie aquatique. Sur le plan international, la Suisse joue ainsi un r?le de leader dans la technologie des eaux usées [4].