Stations d’épuration: Halte à la fertilisation des mers

21.05.2014 - Grâce au progrès technique, les rejets d’azote des stations d’épuration suisses diminuent peu à peu. La station de Kloten-Opfikon, dans le canton de Zurich, est une pionnière en la matière: elle récupère même cet élément chimique pour le transformer en engrais.

Installation destinée à la récupération de l’azote.
Installation destinée à la récupération de l’azote.
© STEP Kloten-Opfikon

Texte: Beatrix Mühlethaler

De grandes quantités de substances nutritives issues des eaux usées des ménages aboutissent dans les stations d’épuration (STEP). Leurs boues sont riches en phosphore et en azote. Mais, comme elles contiennent aussi des polluants, le droit fédéral interdit leur utilisation comme engrais depuis 2006. Or depuis 2010, la STEP de Kloten-Opfikon (ZH) fournit à nouveau un engrais à base de composants azotés. Tous ceux qui se souviennent de la bouillie brune et malodorante épandue autrefois dans les champs s’étonneront de voir le liquide clair que produit la station.

Le nouvel engrais ne provient pas des bassins d’épuration, mais de l’eau issue de la décantation des boues digérées. Le liquide passe par plusieurs étapes au cours desquelles l’azote ammoniacal est pulvérisé sous forme de gaz et fixé à de l’acide sulfurique. Il en résulte 240 t d’engrais soufré par an. « Ce fertilisant est très prisé par les paysans pour les cultures de céréales », précise le directeur de la STEP, Michael Kasper, qui se félicite de refermer ainsi, ne serait-ce qu’en partie, le cycle de l’azote.

Les bactéries font le travail

La récupération d’azote génère certes des recettes avec la vente d’engrais, mais elle entraîne aussi des frais supplémentaires. Elle représente néanmoins un investissement judicieux, surtout dans les grandes STEP. Il importe cependant de continuer à concentrer les efforts sur la qualité de l’épuration afin qu’aucun composé nocif ne parvienne dans les eaux et que la charge totale d’azote diminue. Les processus de transformation et de dégradation jouent un rôle central dans les bassins biologiques d’aération, où les bactéries se chargent du nettoyage des effluents. Lors de la nitrification qui se produit sous apport d’oxygène, certains composés azotés, nocifs pour les poissons même en petite quantité, sont transformés en nitrates.

Les nitrates qui résultent de cette dégradation ne présentent aucun danger pour les organismes aquatiques, à condition qu’ils restent en-deçà d’un certain seuil. Les eaux de surface sont en effet reliées aux eaux souterraines, où leur présence n’est pas souhaitable. Les nappes phréatiques, qui servent à l’approvisionnement en eau potable, ne doivent pas afficher de teneurs supérieures à 25 milligrammes par litre, comme le prescrit l’ordonnance sur la protection des eaux (voir pages 31 à 33). Nombre de STEP offrent donc une étape de dénitrification, au cours de laquelle une partie des nitrates est transformée en azote atmosphérique pur et inoffensif.

De gros efforts dans le bassin du Rhin

Cela étant, les STEP et l’agriculture suisse produisent de grandes quantités d’azote qui aboutissent dans les mers: la mer du Nord (par le Rhin), l’Adriatique (par le Tessin) et la Méditerranée (par le Rhône). Il en résulte une surfertilisation des écosystèmes marins et une surproduction d’algues, dont beaucoup sont sources de gaz toxiques. En outre, la décomposition des algues qui tapissent les sols marins engendre une raréfaction de l’oxygène. Autant de conséquences désastreuses pour la faune et la flore. Dans les années 1980 et 1990, les Conférences internationales pour la protection de la mer du Nord ont donc défini des objectifs visant à réduire les apports en nutriments. Elles ont aussi formulé des mesures concernant l’épuration des eaux usées et les pratiques agricoles.

Dans la foulée, la Confédération a modifié l’ordonnance sur la protection des eaux afin de renforcer les exigences imposées aux STEP situées dans le bassin versant du Rhin et d’octroyer des aides financières pour les investissements qu’elles ont dû consentir. Le programme a porté ses fruits. Ces stations ont réduit de 2600 t les rejets d’azote dans les eaux depuis 1995. D’après les modélisations de l’Eawag, l’institut suisse de recherche sur l’eau, les STEP retiennent en moyenne 44 % de l’azote à l’échelle nationale, mais 52 % dans le bassin versant du Rhin.

Les techniques évoluent aussi

Entretemps, de nouvelles techniques d’épuration sont apparues, capables d’éliminer au moins 70 % de l’azote. Si toutes les grandes stations utilisaient pleinement ce potentiel, la charge d’azote serait encore fortement réduite. L’Eawag a chiffré ces quantités dans une étude: actuellement, sur les 41‘000 t d’azote qui affluent dans les STEP, 18‘000 t sont éliminées. Mais si 160 grandes stations supplémentaires investissaient dans les techniques les plus pointues et amélioraient les processus, elles pourraient en retenir 6600 de plus.

Le plus gros potentiel réside donc dans une dénitrification plus efficace, qui consiste en une épuration biologique à l’intérieur de conteneurs fermés. L’apport d’oxygène est réglé de sorte que nitrification et dénitrification puissent alterner régulièrement dans les mêmes bassins à réaction. Le contrôle précis des processus est assuré par des détecteurs, qui livrent en continu des données sur l’avancement de l’épuration. Dès qu’une charge d’effluents est épurée et décantée et que les boues excédentaires sont enlevées, le conteneur se remplit à nouveau. Ce processus peut aussi s’effectuer dans les bassins existants.

L’Eawag recommande en outre d’instaurer un traitement des eaux putrides dans d’autres grandes stations, ce qui permettrait de retenir encore 15 % de l’azote. Ce résultat s’obtient grâce à un processus biologique conventionnel qui génère de l’azote atmosphérique inoffensif. Les STEP peuvent toutefois suivre l’exemple de Kloten-Opfikon et produire un engrais précieux à partir de ce déchet qu’est l’azote.

 

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Dernière modification 21.05.2014

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