Long processus pour traiter l'eau

Transformer les eaux usées en quelque chose de suffisamment propre pour être déversé dans une rivière nécessite plusieurs étapes de traitement.

Et avant que l'eau souterraine, l'eau de réservoir ou l'eau de rivière puisse être utilisée comme eau potable, elle doit passer par un processus de traitement distinct en plusieurs étapes. L'intensité du traitement dépend en grande partie de la source de l'eau, disent les experts.

Voici comment fonctionnent généralement les usines de traitement des eaux usées et de traitement de l'eau potable de North Jersey.

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L'usine de traitement des eaux usées de la Bergen County Utilities Authority à Little Ferry, sur les rives de la rivière Hackensack, traite chaque jour 65 millions de gallons d'eaux usées brutes provenant de 500 000 habitants de 47 villes du comté de Bergen.

Les eaux usées qui arrivent passent d'abord à travers des écrans constitués de barres d'acier verticales pour capturer les gros débris tels que les chiffons, le verre et les roches. Ensuite, il est pompé dans des chambres où les eaux usées ralentissent, de sorte que les petits matériaux inorganiques, tels que le sable et le gravier, peuvent couler au fond.

Les eaux usées sont ralenties davantage dans une série de 16 grands réservoirs de traitement primaire rectangulaires, d'environ 100 pieds de long et près de 8 pieds de profondeur, de sorte que les matières organiques lourdes - oui, le caca - coulent au fond, tandis que les solides plus légers tels que l'huile, la graisse et les résidus de savon flottent vers le haut. Cette étape élimine environ 40% des polluants, a déclaré Stephen Askew, directeur du contrôle de la pollution de l'eau pour l'autorité.

L'écume flottante est écrémée à la surface de l'eau avec des barres métalliques horizontales contrôlées mécaniquement et envoyée dans une décharge. Une partie est conservée et placée dans des digesteurs anaérobies où des micro-organismes la décomposent et produisent du méthane, un gaz naturel. Le méthane est capté et brûlé dans plusieurs unités qui génèrent suffisamment d'électricité pour couvrir environ 40 % des besoins énergétiques de la station d'épuration.

Pendant ce temps, les solides lourds au fond des 16 réservoirs primaires sont retirés, déshydratés et expédiés vers une autre usine de traitement à Newark qui traite les boues. Un million de gallons d'eaux usées génèrent environ 250 livres de solides, a déclaré Askew.

Ensuite, l'effluent partiellement nettoyé se déplace vers une série de canalisations en béton ou de réservoirs d'aération, qui sont injectés avec des bactéries et d'autres micro-organismes naturels, ainsi que de l'oxygène, une méthode appelée le processus des boues activées. L'oxygène aide les organismes dans les eaux usées à prospérer, à se reproduire et à consommer la matière organique dans le ragoût des eaux usées. L'oxygène injecté remonte les eaux usées, faisant ressembler les canalisations à des rivières de chocolat bouillonnant dans une usine Willie Wonka.

Le mélange d'eaux usées et de bactéries s'écoule des bassins d'aération vers les réservoirs de sédimentation, où des colonies de microbes se déposent au fond. Les microbes sont recyclés vers les bassins d'aération pour perpétuer le processus.

À la fin de cette deuxième étape, qui élimine 50 % des contaminants, l'effluent semble aussi clair que l'eau potable, même s'il n'est pas aussi propre. À ce stade, du chlore est ajouté à l'effluent pour le désinfecter, tuant toute bactérie ou virus pathogène. L'installation utilise environ 5 000 gallons de chlore par jour.

Mais comme le chlore peut nuire aux poissons et aux autres organismes aquatiques de la rivière, un produit chimique supplémentaire, le bisulfate de sodium, est ajouté pour neutraliser une grande partie du chlore.

L'ensemble du processus prend six heures.

L'effluent traité est ensuite rejeté dans la rivière Hackensack.

"Nous le traitons pour qu'il n'ait aucun impact sur la rivière", a déclaré Askew. "Si l'eau de la rivière est pure, mon travail consiste à la garder intacte. Parfois, l'effluent est encore plus propre que l'eau de la rivière."

Pour s'assurer que les clients industriels ne jettent pas à l'égout quelque chose que la station d'épuration ne peut pas traiter, l'autorité leur délivre des autorisations et contrôle régulièrement les rejets des sites industriels. Dans certains cas, les sites doivent prétraiter les eaux usées avant de les rejeter dans le système public.

Le processus de traitement à l'installation de Two Bridges Sewerage Authority à Lincoln Park est similaire, bien qu'il y ait plus d'étapes, puisque Two Bridges rejette ses effluents dans la rivière Pompton, un plan d'eau douce qui a moins de volume que le Hackensack. De plus, la station de pompage pour renvoyer l'eau de la rivière au réservoir de Wanaque se trouve à quelques pas en aval du tuyau d'évacuation des effluents de Two Bridges.

Les eaux usées de Two Bridges passent deux fois par le processus des boues activées. Après avoir été tamisées pour éliminer les gravillons, les eaux usées sont mélangées avec des boues qui avaient été retirées des eaux usées précédentes pour créer une combinaison appelée « liqueur mixte » par l'industrie. De l'oxygène est également ajouté. L'introduction de la boue introduit également des bactéries qui peuvent se reproduire rapidement car elles contiennent beaucoup de nourriture ainsi que l'oxygène introduit. Après plusieurs heures, les bactéries ont consommé une grande partie de la matière organique des eaux usées et les organismes se déposent au fond du réservoir, se séparant de l'eau plus claire.

L'installation de Two Bridges passe par ce processus deux fois pour chaque lot d'eaux usées brutes qu'elle traite.

De plus, du polychlorure d'aluminium est ajouté pour éliminer le phosphore, un nutriment qui peut provoquer la prolifération d'algues et réduire les niveaux d'oxygène lorsqu'il est rejeté avec l'effluent dans l'eau de la rivière.

Une fois les organismes déposés, les eaux usées traitées sont pompées à travers de grands filtres de la taille d'une pièce, composés de sable, de gravier et de charbon anthracite, qui aident à capturer tous les solides restants. Les eaux usées traitées sont suffisamment propres pour répondre aux normes de permis avant de passer par les filtres, mais elles constituent une étape supplémentaire pour rendre les eaux usées encore plus propres, a déclaré Ernest DeGraw, le surintendant de l'usine.

Enfin, au lieu d'utiliser du chlore pour la désinfection, l'installation de Two Bridges projette une lumière ultraviolette sur les eaux usées traitées. Cela élimine la possibilité que du chlore pénètre dans la rivière avec l'effluent et élimine le besoin d'utiliser un produit chimique supplémentaire pour neutraliser le chlore.

L'installation investit 17,5 millions de dollars dans la mise à niveau des services publics et de l'alimentation de secours, ainsi que dans une nouvelle station de pompage et une nouvelle installation de prise d'eau - la zone où les eaux usées atteignent d'abord l'usine. Le plan comprend une nouvelle installation de dessablage avec des tamis à barres pour mieux éliminer les matières inorganiques, telles que les lingettes jetables pour bébés. Bien que les lingettes soient souvent annoncées comme jetables dans les toilettes, elles ne se décomposent pas comme le papier hygiénique et peuvent obstruer les mécanismes de la pompe, ce qui augmente le coût du processus de traitement et peut mettre le personnel en danger.

Bien que les usines de traitement de l'eau potable suivent des étapes très similaires, certaines doivent en faire plus que d'autres pour respecter les normes de qualité de l'eau potable en fonction de la source de leur eau. "Chaque usine est conçue autour de sa source d'eau", a déclaré Joseph Bella, directeur de la Passaic Valley Water Commission.

Alors que l'eau descend la rivière Hackensack et atteint le réservoir d'Oradell, les pompes aspirent jusqu'à 80 millions de gallons par jour pendant l'hiver et le double pendant l'été dans l'usine de traitement sur les rives du réservoir exploité par Suez, la compagnie des eaux à but lucratif qui dessert la majeure partie du comté de Bergen.

La première partie du traitement à l'usine est assez simple : l'eau passe à travers de grands tamis qui retiennent tout ce qui pourrait se boucher dans la machinerie de pompage - brindilles, feuilles, même poissons.

Ensuite, de l'acide sulfurique est introduit pour abaisser le pH de l'eau, a déclaré Rick Tecchio, surintendant du support système pour les opérations de Suez dans le New Jersey. Si le pH est trop élevé, l'eau est plus alcaline, ce qui peut affecter le goût et corroder la plomberie.

Ensuite, un coagulant est ajouté à l'eau afin que les petits solides se lient les uns aux autres, ce qui les rend plus faciles à éliminer, a déclaré Tecchio.

De l'ozone est ajouté pour éliminer le fer et le manganèse. Ensuite, l'eau s'écoule dans des bassins et l'air y est pompé. Ce processus, appelé flottation à air dissous, force les solides restants à la surface, afin qu'ils puissent être écrémés. Après le processus de flottation à l'air dissous, de l'hypochlorite de sodium est ajouté pour la désinfection.

L'eau est pompée dans de grands réservoirs rectangulaires qui servent de filtres, chacun rempli de trois couches de matériau - des morceaux de charbon anthracite, du sable grossier et du sable fin. Tous les solides restants se lient aux granulés lorsque l'eau s'infiltre à travers les matériaux.

Enfin, une petite quantité d'hypochlorite de sodium et d'hydroxyde de sodium est ajoutée à l'eau à la sortie de l'usine.

L'ensemble du processus prend environ cinq heures.

Certains sites de traitement utilisent du chlore ou de la lumière ultraviolette pour aider à désinfecter l'eau.

La plupart des installations standard de traitement des eaux usées et de l'eau potable ne sont pas équipées pour éliminer les contaminants préoccupants, tels que les stéroïdes et les produits pharmaceutiques jetés dans les égouts, ainsi que les microbilles dans les produits de soins personnels.

Les installations de traitement de l'eau potable qui utilisent des effluents d'eaux usées doivent ajouter plus d'étapes pour rendre l'eau suffisamment propre pour être potable. L'installation de l'Orange County Water District en Californie, par exemple, comprend un processus appelé osmose inverse. L'eau est pressée à haute pression à travers des membranes en plastique semi-perméable, qui éliminent les produits chimiques dissous, le plomb, les pesticides, les virus et les produits pharmaceutiques dans l'eau.