Une usine de traitement des eaux usées nettoie les eaux usées et l'eau afin qu'elles puissent être renvoyées dans l'environnement. Ces plantes éliminent les solides et les polluants, décomposent les matières organiques et restaurent la teneur en oxygène de l'eau traitée. Ils obtiennent ces résultats à travers quatre séries d'opérations: traitements préliminaires, primaires, secondaires et des boues. Normalement, un réseau d'égouts relié aux maisons, aux bâtiments commerciaux, aux écoles et aux grilles de rue livre les eaux usées et les solides aux réservoirs et bassins de collecte d'une station d'épuration dans une interminable couler.
Phase de prétraitement
Les stations d'épuration éliminent les « cueillettes faciles » pendant la phase de prétraitement. Un ensemble de grilles à barres élimine les gros objets tels que les branches d'arbres, les ordures, les feuilles, les canettes, les chiffons, les bouteilles en plastique, les couches et autres déchets. Dans de nombreuses usines, des bassins d'égalisation et des dessableurs de divers types régulent le débit d'entrée d'eau afin que les pierres, le sable et le verre se déposent. Les bassins retiennent les eaux usées jusqu'à ce qu'elles soient prêtes à être traitées et gèrent les débordements dus aux fortes pluies. Certaines plantes écument la graisse et les graisses de la surface de l'eau pendant le prétraitement, utilisant parfois des souffleurs d'air pour fouetter la matière huileuse en une mousse pour une élimination plus facile. D'autres usines dégraissent lors du traitement primaire.
Traitement primaire
Après prétraitement, les eaux usées sont collectées dans des décanteurs primaires, qui sont de grands bassins et décanteurs. La gravité permet aux particules plus petites de se déposer. Des racleurs à entraînement mécanique collectent les matières solides et les dirigent vers des trémies reliées à l'équipement de traitement des boues. Si la plante n'a pas éliminé la graisse et l'huile lors du prétraitement, elle le fait dans cette phase à l'aide d'écumeurs de surface. Certaines usines utilisent des équipements pour saponifier les graisses collectées en les mélangeant avec de la lessive, produisant ainsi des savons et du glycérol.
Traitement secondaire
Dans la phase suivante, les usines aèrent et agitent les eaux usées dans des bassins secondaires, ajoutant des micro-organismes bénéfiques pour décomposer la matière organique en boues. Les usines utilisent un certain nombre de stratégies alternatives pour décomposer les boues. Par exemple, les plantes peuvent cultiver une masse de microbes et faire passer les déchets sur le biofilm. D'autres usines mélangent la biomasse avec des déchets, créant des boues activées qui peuvent être recyclées pour être réutilisées. Le floc biologique résultant élimine le carbone et l'azote des déchets organiques. L'oxydation peut se produire à la surface — dans les lagunes — ou dans les lits filtrants contenant du charbon cokéfié et du calcaire. Certaines installations construisent des zones humides et des roselières qui décomposent les matières organiques. Les autres technologies utilisées comprennent les bioréacteurs à membrane et les filtres biologiques aérés. Les eaux usées résultantes s'accumulent et se déposent dans un réservoir de clarification secondaire.
Traitement des boues
La phase finale consiste à traiter les eaux résiduelles et les biosolides, ou boues. La gravité sépare les déchets organiques des grains plus lourds, qui peuvent être déposés dans une décharge. Les boues primaires restantes passent dans un épaississeur, où elles sont centrifugées et acheminées vers des cuves de digestion contenant des bactéries anaérobies. Ces réservoirs produisent du méthane qui peut être utilisé pour alimenter l'usine. Le produit solide final, la boue stabilisée, peut être partiellement désodorisé et enfoui dans le sol comme engrais. Les eaux usées restantes sont traitées pour éliminer le phosphore, l'azote et d'autres nutriments, désinfectées avec du chlore, de l'ozone ou des rayons ultraviolets, puis renvoyées dans l'approvisionnement en eau. Tous les rejets et équipements utilisés par les usines de traitement des eaux usées doivent être conformes aux normes de l'Environmental Protection Agency des États-Unis.
