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 : SATESE/CD77 - Traitement des boues par séchage solaire (STEP intercommunale de Mareuil-Les-Meaux)

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 20 400 T/an de matières sèches (données 2019). Après plusieurs années de stabilité, la production de boues a augmenté significativement en 2019, phénomène s’expliquant essentiellement par un accroissement important de la quantité de boues produites sur les 4 plus gros dispositifs épuratoires de Seine-et-Marne.

Typologie des traitements

Des fiches techniques illustrées ont été rédigées par le SATESE de Seine-et-Marne (voir encart sur le côté pour le téléchargement).

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 (ex : station d’épuration de Sourdun),
  • Les traitements mécaniques :
    • les tables d’égouttage permettant un épaississement des boues qui sont positionnées en prétraitement avant un autre traitement mécanique (ex : station d’épuration de Meaux) ou avant un stockage 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 ou de Nangis).

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, celle de Villeparisis ayant été démantelée),
  • Séchage solaire (Ex : station d'épuration du Châtelet-en-Brie).

     

Crédit photo : Carte 2021 des filières de déshydratation mécanique des boues

92% des boues produites en Seine-et-Marne font l’objet d’une déshydratation mécanique ou naturelle. La centrifugeuse déshydrate la majorité des boues produites (72 %).

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, en principe, hygiénisées.

COVID 19

Suite à la survenue de la pandémie COVID19 au début de l’année 2020, il a été interdit d’épandre des boues non hygiénisées (arrêté ministériel en date  du 30 avril 2020).

Dans la grande majorité des cas, cette contrainte a été gérée « sans trop de difficultés » pour les boues dont le procédé de déshydratation intégrait déjà une étape de chaulage suffisante ou encore pour celles dont les filières d’élimination initiales garantissaient déjà une hygiénisation à savoir : le compostage ou l’incinération (dans l’un des 2 fours présents sur les stations d’épuration Seine-et-Marnaises : Dammarie-les-Lys (CAMVS) et Saint-Thibault-des-Vignes (SIAM)). La proportion cumulée de ces 2 destinations représente environ 50% du gisement global annuel de boues produites. En y ajoutant les boues épandues chaulées, cela couvre plus de 95% du gisement.

Pour les stations d’épuration dont la filière de traitement et d’élimination initiale ne permettait pas de respecter les critères d’hygiénisation demandés (filière boues liquides essentiellement et quelques rares cas de boues déshydratées épandues non chaulées : exemples Souppes-sur-Loing et Bray-sur-Seine), c’est un changement de destination (majoritairement par compostage ou retraitement des boues sur une station d’épuration acceptant des apports extérieurs avec une filière garantissant une hygiénisation) qui a été réalisé avec succès par l’intermédiaire des exploitants (délégataires en grande majorité) en concertation avec les collectivités concernées.

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 Chauconin-Neufmontiers) ;
  • Poche à boue avec un temps de séjour identique (équipement comprenant une enveloppe épaisse en matériau synthétique ; ex : station d’épuration de Moisenay) ;
  • 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 intercommunale deMareuil-Les-Meaux).

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, 65 % des boues produites sur le département ont une destination agricole par épandage directe ou après compostage (19%), contre 99 % en 2009. Toutes les boues utilisées directement en agriculture font l’objet d’un suivi agronomique. 29% des boues sont incinérées.

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

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 63 % des boues compostées, le reste étant envoyé sur des sites situés dans les départements limitrophes. Aucun suivi agronomique n’est réalisé si 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.

Le projet Bi-Métha 77 porté par le Syndicat Départemental des Energies de Seine-et-Marne (SDESM) devrait se concrétiser en 2021. Pour le SIAM, l’entreprise chargée de construire et d’exploiter l’installation de méthanisation a été retenue (MARNEO : groupe SAUR) et les travaux devraient aussi commencer en 2021.

Localisation des épandages

Crédit photo : Carte 2019 des quantités de boues épandues par commune

Le nombre de communes concernées par des épandages est de 127, représentant 25 % de l’ensemble des communes mais ne concerne annuellement que 1 % de la superficie agricole utile totale du Département. Dix communes reçoivent plus de 1000 tonnes de produits bruts contre une trentaine en 2008. Les secteurs particulièrement concernés par les épandages sont :

  • Région nord-est : La-Ferté-sous-Jouarre, Coulommiers et la Ferté-Gaucher
  • Région  de Melun/Fontainebleau/Montereau-Fault-Yonne

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.