Traitement des boues d'épuration

Le traitement des eaux usées entraîne la création d’un sous-produit principal que l’on appelle la boue.
Comment la traite-t-on ? Où la stocke-t-on ? Qu’en fait-on ?
C’est une étape à part entière de la station d’épuration.

Traitement des boues d'épuration

Origine des boues

Crédit photo : Traitement des boues par séchage solaire (STEP de Quincy-Voisins)

Une station d’épuration comprend obligatoirement deux filières de traitement :

  • la filière eau qui assure la dépollution des eaux usées,
  • la filière boue qui assure le traitement du sous-produit principal d’une station d’épuration, à savoir la boue.

Quel que soit le type de traitement biologique, il y a une production de boue. Elle est cependant plus ou moins importante en fonction du type de traitement de l’eau.

La boue résulte de l’activité biologique des micro-organismes vivant dans les stations et qui transforment les matières transportées par les eaux usées. Elle est composée essentiellement de bactéries mortes, de matière organique stabilisée, de sels minéraux et d’eau. La production pour le département de Seine-et-Marne est de 18 081 T/an de matières sèches (données 2016). La production de boues est stabilisée depuis plus de 5 années.

Typologie des traitements

Au fil des années, les types de traitement des boues se sont diversifiés. Le but de ce traitement est avant tout de réduire la teneur en eau qui reste néanmoins à hauteur de 98 à 65 % selon la technologie, sauf en cas de séchage thermique ou solaire (moins de 20 % d'eau dans le produit final).

Sur le département on peut distinguer les méthodes suivantes.

Filière liquide
  • Les silos à boue équipés de puissants agitateurs pour homogénéiser les boues (ex : station d’épuration de Dormelles),  
  • Les silos à boues concentrées (ex : station d’épuration de Voulx).

Filière solide
  • Les lits de séchage ; plateforme en sable avec des drains dans le fond (ex : station d’épuration de Soignolles-en-Brie),
  • Les filtres à macrophytes , composés d’un matériau filtrant et plantés de macrophytes et équipés de drains au fond (ex : station d’épuration d’Egreville),
  • Les poches filtrantes qui permettent le stockage et la déshydratation des boues par gravité,
  • Les traitements mécaniques :
    • les tables d’égouttage permettant un épaississement des boues "c’est un pré-traitement avant un autre traitement mécanique ou un stockace dans un silo à boues" (ex : station d’épuration d’Annet-sur-Marne),
    • les filtres à bandes (ex : station d’épuration de Pommeuse),
    • les centrifugeuses (ex : station d’épuration de Montry),
    • les filtres presses (ex : station d’épuration de Champagne-sur-Seine).

En complément de ces 2 dernières techniques, il peut être annexé un séchage  afin d’augmenter la siccité des boues. Deux procédés sont disponibles :

  • Séchage thermique (aucune installation sur le département de Seine-et-Marne)
  • Séchage solaire (Ex : station d'épuration du Chatelet-en-Brie)

Crédit photo : Carte 2016 des filières de déshydratation mécanique des boues

Plus de 91 % des boues produites en Seine-et-Marne font l’objet d’une déshydratation mécanique ou naturelle. La centrifugeuse est l’équipement le plus répandu. Depuis quelques années et compte tenu de la réglementation, des problèmes liés aux nuisances olfactives et aux demandes des agriculteurs, des traitements complémentaires sont apparus, à savoir le chaulage avec de la chaux vive et le compostage sur des centres délocalisés.

Les boues sont ainsi hygiénisées. Environ 87 % des boues valorisées en agriculture dans le département subissent ce type de traitement complémentaire.

Typologie des stockages des boues

En fonction de la destination des boues, on distingue plusieurs solutions :

  • Silo à boue avec un temps de séjour de 9 à 12 mois (ex : station d’épuration de Dormelles)
  • Poche à boue avec un temps de séjour identique (équipement comprenant une enveloppe épaisse en matériau synthétique ; ex : station d’épuration de Valence en Brie)
  • Aire de stockage bétonnée, couverte ou non, avec un temps de séjour de 9 à 12 mois (ex. station d’épuration de Fontenay Trésigny). Le plus souvent les aires de stockage sont compartimentées pour une gestion des boues par lot de production
  • Serre pour le séchage solaire, qui a deux fonctions, une fonction de stockage des boues déshydratées mécaniquement et une fonction de séchage par le soleil et l’air naturel. Afin de favoriser le séchage, elle est désormais le plus souvent équipée d’un plancher chauffant alimenté par une pompe à chaleur (ex : station d’épuration de Quincy-Voisins)

Destination des boues

Il existe 4 filières principales pour éliminer les boues :

  • La valorisation agricole,
  • le compostage qui est en réalité un complément de traitement en vue d’un recyclage majoritairement agricole,
  •  le centre de stockage des déchets ultimes ( CSDU ),
  •  l’incinération.

Aujourd’hui, 63 % des boues produites sur le département ont une destination agricole contre 99 % en 2009. Toutes les boues utilisées directement en agriculture font l’objet d’un suivi agronomique.

Crédit photo : Destinations finales des boues produites par les dispositifs communaux

Il existe six unités de compostage dans le département (Cerneux, Jaignes, Voulton , La-Brosse-Montceaux, Presles-en-Brie et Sivry-Courtry) qui reçoivent les boues urbaines, le compost produit étant épandu localement. Elles traitent 62 % des boues compostées, le reste étant envoyé sur des sites situés dans les départements limitrophes. Aucun suivi agronomique n’est réalisé puisque la qualité du compost répond à la norme NFU 44-095.

La nouvelle unité d'incinération des boues de la Communauté d'Agglomération de Melun Val-de-Seine (CAMVS) est opérationnelle depuis août 2011 et celle de Saint-Thibault-Des-Vignes depuis mai 2013. Ces unités ne sont pas équipées pour produire de l'énergie, les boues incinérées présentant un pouvoir calorifique insuffisant (boues pâteuses). Il faut cependant souligner qu'une réflexion est en cours pour une production de méthane par digestion des boues sur les 2 sites, une partie du gaz étant utilisée sur place (chauffage du digesteur et incinération des boues). Le gaz excédentaire serait injecté dans le réseau GRDF.

Localisation des épandages

Crédit photo : Carte 2015 des quantités de boues épandues par commune

Le nombre de communes concernées par des épandages est de 123, représentant 24 % de l’ensemble des communes mais ne concerne annuellement que 1.2 % de la superficie agricole utile totale du Département. Huit communes reçoivent plus de 1000 tonnes de produits bruts contre une trentaine en 2008. Les secteurs particulièrement concernés par les épandages sont :

  • Région nord : Dammartin-en-Goële, La-Ferté-sous-Jouarre, Coulommiers et la Ferté-Gaucher
  • Région sud : Montereau-Fault-Yonne et Nemours.

Le secteur centre (Fontenay-Trésigny et Provins) est  moins sollicité que le reste du Département.

Certains périmètres sont éloignés des lieux de production, les productions les plus importantes se faisant en zone urbaine où les terres cultivées disponibles sont réduites et où les contraintes d’épandage sont fortes et tout particulièrement par rapport au risque d’odeurs. Il est logique dans ce contexte que les épandages soient orientés vers les secteurs ruraux.