Le traitement des eaux usées a pour but de traiter les déchets humains et industriels afin qu'ils ne soient pas dangereux pour l'homme ou l'environnement. Les usines de traitement utilisent des processus physiques, chimiques et biologiques pour éliminer les solides et les contaminants solutés. Le traitement des eaux usées est divisé en étapes, généralement appelées traitement préliminaire, primaire, secondaire, avancé et de désinfection. Les étapes de traitement éliminent les solides plus grossiers dans les premières étapes, progressant vers l'élimination de contaminants solutés spécifiques dans les dernières étapes.
Traitement préliminaire et primaire
Au cours des premières étapes de traitement, les solides sont éliminés par tamisage, sédimentation et écumage. L'étape préliminaire élimine les solides grossiers, généralement par tamisage. Cette étape tente également d'éliminer les grains. Au cours de la phase préliminaire, le débit et la vitesse des eaux usées sont maintenus élevés pour décourager la sédimentation des solides. Après l'étape préliminaire, les déchets entrent dans l'étape primaire. Au stade primaire, le débit est réduit pour favoriser la sédimentation. Les solides déposés sont raclés par le fond et les matières flottantes sont écumées. Une quantité importante d'huile, de graisse et de savon est éliminée à ce stade.
Traitement secondaire
Le traitement secondaire utilise généralement des processus biologiques aérobies pour dégrader la matière organique restante, y compris les déchets humains, les aliments, les huiles et le savon. Les bactéries et autres micro-organismes métabolisent les matières organiques dans les déchets. Une partie de la matière solide restante est traitée par des micro-organismes pour former des masses coagulées, qui peuvent être éliminées plus facilement. Par la suite, les micro-organismes doivent être éliminés de l'effluent, généralement par sédimentation ou filtration. Bien que la plupart des solides soient éliminés pendant le traitement secondaire, certains nutriments dissous tels que l'azote et le phosphore peuvent rester.
Traitement avancé
Un traitement avancé est nécessaire pour éliminer les solides qui restent après le traitement secondaire standard. Les traitements avancés peuvent exister sous forme de n'importe quel nombre de stades courts après le traitement secondaire, ou peuvent être incorporés dans des stades antérieurs. Des procédés chimiques sont utilisés pour éliminer le phosphore et les métaux lourds. Des procédés biologiques sont généralement utilisés pour éliminer l'azote. Des étapes supplémentaires peuvent être nécessaires pour éliminer des produits chimiques industriels ou agricoles spécifiques de l'effluent. Le traitement avancé peut également inclure une étape de filtration pour éliminer tous les solides restants.
Désinfection
La désinfection est nécessaire pour éliminer les micro-organismes de l'effluent qui pourraient être rejetés dans l'environnement. Les méthodes de désinfection peuvent utiliser du chlore, de l'ozone, des rayons ultraviolets ou d'autres désinfectants chimiques. Bien que la chloration soit la méthode de désinfection la plus courante, l'effluent qui en résulte contient du chlore résiduel qui peut endommager les écosystèmes lors de son rejet. Les procédés à l'ozone et aux ultraviolets produisent des effluents plus propres et sont de plus en plus utilisés dans le traitement des eaux usées.