Le principal objectif du traitement des eaux usées est généralement de permettre l’élimination des effluents humains et industriels sans danger pour la santé humaine ni dommages inacceptables pour l’environnement naturel. L’irrigation avec les eaux usées est à la fois l’élimination et l’utilisation et est en effet une forme efficace d’élimination des eaux usées (comme dans le traitement des terres à faible débit). Cependant, un certain degré de traitement doit normalement être fourni aux eaux usées municipales brutes avant de pouvoir être utilisées pour l’irrigation agricole ou paysagère ou pour l’aquaculture. La qualité des effluents traités utilisés en agriculture a une grande influence sur le fonctionnement et les performances du système de traitement des eaux usées-sols-plantes ou aquaculture. Dans le cas de l’irrigation, la qualité requise des effluents dépendra de la ou des cultures à irriguer, des conditions du sol et du système de distribution des effluents adopté. Grâce à la restriction des cultures et à la sélection de systèmes d’irrigation qui minimisent les risques pour la santé, le degré de traitement des eaux usées avant l’application peut être réduit. Une approche similaire n’est pas possible dans les systèmes aquacoles et il faudra se fier davantage au contrôle par le traitement des eaux usées.

Le traitement des eaux usées le plus approprié à appliquer avant l’utilisation des effluents en agriculture est celui qui produira un effluent répondant aux recommandations de qualité microbiologique et chimique recommandées à la fois à faible coût et avec des exigences minimales de fonctionnement et d’entretien (Arar 1988). L’adoption d’un niveau de traitement aussi bas que possible est particulièrement souhaitable dans les pays en développement, non seulement du point de vue des coûts, mais également en raison de la difficulté de faire fonctionner de manière fiable des systèmes complexes. Dans de nombreux endroits, il sera préférable de concevoir le système de réutilisation pour accepter un effluent de faible qualité plutôt que de s’appuyer sur des processus de traitement avancés produisant un effluent récupéré qui répond en permanence à une norme de qualité stricte.

Néanmoins, il existe des endroits où un effluent de qualité supérieure sera nécessaire et il est essentiel de disposer d’informations sur les performances d’une large gamme de technologies de traitement des eaux usées. La conception des usines de traitement des eaux usées est généralement basée sur la nécessité de réduire les charges de matières organiques et de matières en suspension pour limiter la pollution de l’environnement. L’élimination des agents pathogènes a très rarement été considérée comme un objectif mais, pour la réutilisation des effluents en agriculture, cela doit maintenant être une préoccupation majeure et les processus doivent être sélectionnés et conçus en conséquence (Hillman 1988). Un traitement pour éliminer les composants des eaux usées qui peuvent être toxiques ou nocifs pour les cultures, les plantes aquatiques (macrophytes) et les poissons est techniquement possible mais n’est normalement pas économiquement faisable. Malheureusement, peu de données sur les performances des usines de traitement des eaux usées dans les pays en développement sont disponibles et, même dans ce cas, elles n’incluent normalement pas de paramètres de qualité des effluents importants pour l’agriculture.

Les variations à court terme des débits d’eaux usées observées dans les stations d’épuration municipales suivent un schéma diurne. Le débit est généralement faible pendant les premières heures du matin, lorsque la consommation d’eau est la plus faible et lorsque le débit de base se compose d’infiltration-afflux et de petites quantités d’eaux usées sanitaires. Un premier pic de débit se produit généralement en fin de matinée, lorsque les eaux usées provenant du pic d’utilisation de l’eau le matin atteignent la station de traitement, et un second débit de pointe se produit généralement le soir. L’ampleur relative des pics et les moments où ils se produisent varient d’un pays à l’autre et avec la taille de la communauté et la longueur des égouts. Les petites collectivités dotées de petits réseaux d’égouts ont un rapport beaucoup plus élevé entre le débit de pointe et le débit moyen que les grandes collectivités. Bien que l’ampleur des pics soit atténuée lorsque les eaux usées traversent une station d’épuration, les variations quotidiennes du débit d’une station d’épuration municipale rendent impossible, dans la plupart des cas, l’irrigation avec des effluents directement de la station d’épuration. Une certaine forme d’égalisation du débit ou de stockage à court terme des effluents traités est nécessaire pour fournir un approvisionnement relativement constant en eau récupérée pour une irrigation efficace, bien que des avantages supplémentaires résultent du stockage.

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