Procédés d’épuration



L'usine d'épuration

Historique
À l'origine, les installations de traitement des égouts de la ville étaient constituées d'un simple bassin de sédimentation et d'une grille à mailles grossières qui servait à retenir le sable et les objets flottants. Puis, avec les années et après plusieurs phases de développement, c'est en 1992 qu'a eu lieu l'inauguration de l'usine de traitement des eaux usées, telle qu'on la connaît actuellement.

L'usine est constituée d'un dessableur, d'un dégrilleur, d'un système de récupération des graisses et des huiles, d'un bassin de sédimentation, de filtres biologiques, d'un épaississeur, d'un bassin de sédimentation secondaire et d'un filtre presse à bandes.

L’usine actuelle doit être modifiée une dernière fois afin de pouvoir traiter les eaux usées supplémentaires qui proviennent de l'accroissement de la population.



Débit de l'usine
L’usine d'épuration de la Ville de L'Île-Perrot a été conçue pour traiter en moyenne 11 500 m3 par jour, un débit maximal de 17 500 m3 par jour et pour accepter une pointe de 27 200 m3 par jour.

L'usine reçoit en moyenne un débit de 9 345,5 m3 par jour et doit traiter 11 500 m3 par jour sans dérivation. Notez qu'un mètre cube (1 m3) représente 1000 litres et que nous traitons l'eau d'une population d'environ 9 685 habitants, sans compter les commerces, les industries, les institutions et les diverses infiltrations d’eaux parasites en réseau.

Le débit peut varier beaucoup selon la météo. Cela est dû en partie au fait qu'une portion du réseau sanitaire reçoit en plus des eaux de pluie. Quand il pleut ou à la fonte des neiges, le débit d'entrée à l'usine augmente considérablement et dilue la charge organique de l'eau, ce qui rend le traitement de ces eaux plus difficile.

Le débit est habituellement plus élevé le matin lorsque la majorité des gens sont à la maison et prennent des douches ou font du lavage.

Que se passe-t-il dans une station d'épuration?

Que signifie « épuration de l'eau »?

Où va l'eau épurée?

Voilà autant de questions auxquelles nous tenterons de répondre!

Tout d'abord, lorsqu'on parle d'épuration des eaux usées urbaines, ce n'est pas de rendre l'eau la plus pure possible comme à l'usine de filtration, mais plutôt d'en retirer le plus de déchets d’origine humaine ou naturelle (égouts pluviaux) possible.



Le Traitement - La Biofiltration
L'usine d'épuration des eaux utilise le procédé de filtration biologique pour dégrader la matière biologique en suspension dans l’eau et pour abaisser la demande biologique en oxygène des eaux usées afin que celles–ci puissent être rejetées dans l'environnement sans danger pour la faune et la flore aquatique.

L'usine possède quatre filtres. Cette technologie est peu encombrante, ce qui est un avantage non négligeable puisque l’usine est située près d'une zone résidentielle. Elle se devait d'occuper l'espace le plus restreint possible.

Un filtre biologique est constitué d'un faux plancher qui est traversé par au moins trois buselures au pied carré. Une buselure est une pièce en plastique en forme de cylindre fermé à une extrémité et dont la paroi est parcourue de petites fentes sur toute sa circonférence. Ces buselures permettront à l'eau de passer sans que le média ne puisse être entraîné par cette même eau, le média étant d'une dimension supérieure à l'ouverture de chacune des fentes.

Au-dessus des buselures, nous avons une masse de gravier d'environ deux mètres de hauteur qui, en fait, constitue le média. Ce média est constitué de schiste, une pierre de densité assez faible mais très résistante à l'abrasion. Le schiste, qui se présente sous la forme d'un gravier assez fin mais très homogène, sert à fixer une masse bactérienne appelée « masse biologique ». De plus, le schiste étant un gravier, il a un pouvoir filtrant qui réduit la quantité de matières en suspension rejetées à la sortie de chacun des filtres biologiques. Cette masse biologique est le cœur du système d'abattement de la demande biologique en oxygène. La flore bactérienne retenue par le schiste se sert de la matière organique contenue dans les eaux usées comme nutriment afin d'en tirer l'énergie nécessaire à son métabolisme pour se maintenir en vie.

En dégradant la matière organique des eaux usées, la demande biologique en oxygène de l'eau rejetée diminue.

Qu'est-ce que la demande biologique en oxygène ou DBO?

C'est la mesure de la quantité d'oxygène utilisée par les bactéries, et nécessaire pour leur survie, pour dégrader une certaine quantité de matières organiques dissoutes ou présentes dans l'eau et qui n'est pas facilement décantable.

La présence d'une trop grande quantité de matières organiques dans un cours d'eau fait en sorte qu'il y a prolifération de bactéries qui, par leur respiration, entraîne une chute de la concentration d'oxygène dans l'eau, oxygène qui en se raréfiant met en péril la survie des espèces fauniques supérieures, tels les poissons, ainsi que certaines espèces de la flore aquatique. L'objectif de la centrale de traitement des eaux usées est de dégrader la matière organique présente dans l'eau afin que celle-ci, une fois rejetée dans l'environnement, ait l’impact le plus petit possible sur l'équilibre biologique des cours d'eau. À la toute fin du traitement, pour assurer qu'un minimum de bactéries se retrouve à la rivière, l'effluent de chaque filtre passe devant une série de tubes à ultraviolets qui tuent un maximum de bactéries présentes dans l'eau avant d'être dirigé vers la rivière.



La gestion des odeurs
L'usine de traitement des eaux usées de la Ville de L'Île-Perrot est située en bordure d'une zone résidentielle. Elle se doit donc de posséder un système de contrôle des odeurs assez efficace.

Dans chaque bâtiment protégeant des installations de traitement des eaux (à l'exception des bureaux, de la cuisine et du laboratoire), l'air ambiant des pièces est maintenu à une pression négative par un système d'aspiration de l'air. L'air extérieur cherche donc à entrer à l'intérieur du bâtiment et l'air situé à l'intérieur doit passer à travers un filtre au charbon actif avant de sortir à l'extérieur. De cette façon, les odeurs ne peuvent s'échapper toutes seules vers l'extérieur et doivent passer à travers un filtre afin de sortir du bâtiment.

Les odeurs sont les sous-produits de la dégradation de la matière organique par les bactéries présentes dans l'eau.


Dégraissage ~ Déssablage
À son arrivée dans l'usine, l'eau est dégraissée et dessablée.

Les graisses sont éliminées par flottation grâce à l'utilisation de pompes à émulsion. Ces pompes injectent une grande quantité d'air dans l'eau, ce qui a pour effet de faire remonter toutes les graisses à la surface. Les graisses ressemblent alors à une mousse qui peut facilement être séparée de l'eau.

Beaucoup de sable et de poussière de pierre arrivent par les canalisations à l'entrée de l'usine. Ces matériaux plus denses que l'eau se retrouvent au fond du dessableur et sont éliminés par un racloir, puis acheminés vers une benne pour être enfouis dans un site spécialisé.


Décanteur
L'eau dégraissée et dessablée poursuit son chemin vers un décanteur.

On retrouve dans l'eau des particules insolubles dont la densité est proche de celle de l'eau. C’est ce qu'on appelle des particules facilement décantables qui sont éliminées par le décanteur, car si on les achemine dans un bassin suffisamment grand pour que la vitesse de l'eau qui le traverse soit très lente, ces particules réagissent à la loi de la gravité et se retrouvent dans le fond du bassin. Ce phénomène se nomme « décantation » et le bassin où se déroule cette décantation est alors appelé « décanteur ». L'eau se retrouvant à la surface du décanteur est appelée « surnageant ». Cette eau éclaircie est débarrassée d'une bonne quantité de solides en suspension. Elle est maintenant prête pour la prochaine étape qui est la filtration biologique.


L'épaississeur
Il recueille la boue extraite des décanteurs primaire et secondaire.

Les boues des deux décanteurs sont extraites par le fond de ceux-ci au moyen de pompes. Les boues sont acheminées vers une installation que l'on appelle « épaississeur ». Comme son nom l'indique, cet équipement sert à épaissir les boues, c'est-à-dire à diminuer la quantité d'eau présente dans les boues. Ce procédé en forme d'entonnoir utilise la gravité terrestre afin de concentrer les boues au fond de l'épaississeur, diminuant ainsi le rapport « eau/boues » du mélange.


Les filtres
Ils recueillent le surnageant des décanteurs.

La filtration a pour but de diminuer la demande biologique en oxygène DBO5.  Pour ce faire, on utilise une flore bactérienne retenue en place par un milieu fixe et granulaire composé de pierre de schiste.

L'eau traversant ce milieu filtrant est débarrassée de la matière organique soluble dans l'eau par les bactéries fixées au schiste qui utilisent ces nutriments pour achever leur métabolisme et proliférer tant que le milieu le permet. Pour favoriser leur croissance, on s'assure que le taux d'oxygène présent dans l'eau est suffisant. On contrôle l'oxygène en injectant par une rampe d'aération de l'air dans le lit de gravier des filtres biologiques. En faisant varier cette quantité d'air, on contrôle ainsi l'activité du milieu biologique qui devient plus actif avec une quantité plus grande d'oxygène et qui ralentit la dégradation de la matière organique si on abaisse le taux d'oxygène. Tout est une question d'équilibre.


Désinfection aux UV
Avant de retourner l'eau traitée à l'environnement, on s'assure que la flore bactérienne se trouvant dans l'émissaire ne nuira pas à l'environnement. On vérifie donc le nombre de bactéries présentes dans l'eau rejetée afin qu’il soit à un niveau acceptable pour l'écologie du plan d'eau récepteur. On utilise les rayons ultraviolets afin de contrôler la population bactérienne des rejets. Les rayons ultraviolets détruisent les bactéries qui sont soumises à leur effet létal pour les microorganismes.


Filtre à bandes ou déshydratation
Les boues provenant de l'épaississeur s'acheminent vers le filtre à bandes par pompage.

Le filtre à bandes est constitué de deux toiles de tissu synthétique et poreux. Les deux toiles, l’une au-dessus et l’autre en dessous, compressent les boues entre elles et fonctionnent comme un tapis roulant. L'eau passe à travers les toiles supérieure et inférieure, mais la boue est retenue et tombe au bout de ces deux rouleaux de toile compresseurs dans une benne. Quand la benne est pleine d'une boue ayant une siccité de 25 % à 30 %, c'est-à-dire qu'elle contient encore 70 % à 75 % d'eau, elle est transportée par camion jusqu'à un site d'enfouissement réglementaire pour recevoir les boues déshydratées.


Les boues déshydratées
L’épuration des eaux usées crée des déchets provenant du dégrilleur. Ce sont, entre autres, des papiers et d’autres déchets solides provenant de la récupération des graisses et des boues produites par la déshydratation. Les boues déshydratées par le procédé de filtre à bandes sont acheminées vers une benne.

Une compagnie privée s’occupe du ramassage et de l’enfouissement de ces boues dans un site contrôlé et approuvé par le ministère de l'Environnement du Québec.


Le laboratoire
Le laboratoire est le lieu où l’on effectue les analyses de l’eau à toutes les étapes du traitement, comme à l'affluent et à l'effluent.



Les tests

DBO5
Demande biologique en oxygène
La « demande biologique en oxygène après cinq jours » (DBO5) mesure l'oxygène consommé par les bactéries présentes dans l'eau après cinq jours. Cette mesure est un indicateur de la quantité de bactéries présentes dans un échantillon.


MES
Matières en suspension
On mesure les matières en suspension afin de déterminer la quantité de matières organiques ou non organiques présente dans l'eau facilement ou difficilement décantable. On filtre un échantillon d'eau de volume connu sur un filtre en papier que l'on a préalablement pesé et, après avoir asséché celui-ci à l'aide d'un dessicateur, on calcule par différence le poids des matières en suspension présentes au moment du prélèvement.


DCO
Demande chimique en oxygène
C'est la demande en oxygène des bactéries nécessaires pour dégrader les matières chimiques présentes dans un volume d'eau déterminé. Cette mesure est un indicateur de la quantité de produits chimiques présente dans l'eau qui devra être traitée.

 

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