Evaluation des indicateurs énergétiques et des coûts des procédés d’élimination des micropolluants dans les STEP
Résumé
Dès 2016, les premières installations d’élimination des micropolluants organiques dans les stations d’épuration des eaux usées (STEP) ont été mises en service en Suisse. L’élimination des micropolluants nécessite de l’énergie, des ressources humaines, matérielles et financières. Il est généralement intéressant de saisir ces données, de les évaluer sous forme d’indicateurs et de les comparer entre elles. Cette étude examine 13 installations d’élimination des micropolluants (installations MP) et a pour objectif de mettre en œuvre et d’évaluer une saisie uniforme des données conformément à la recommandation VSA « Définition et standardisation des indicateurs pour les procédés d’élimination des micropolluants dans les STEP » de 2018. Six installations d’ozone, cinq installations de charbon actif en poudre (CAP) et deux installations de charbon actif en granulés (CAG) ont été analysées.
Les performances d’élimination annuelles moyennes des installations se situant entre 75 % et 90 %, l’objectif d’épuration de 80 % est majoritairement atteint. En règle générale, les installations de MP étudiées remplissent de manière fiable les objectifs d’épuration prescrits par la loi.
Les valeurs de remplacement des installations MP varient fortement, entre 70 – 300 CHF/EH ou 150 – 670 CHF/Hracc et 9’000 – 65’000 CHF/(L/s) (débit d’eau de dimensionnement). On ne constate pas de différences de coûts systématiques entre les installations d’ozone, de CAP et de CAG. Les valeurs de remplacement et les coûts d’exploitation présentent une large dispersion, ce qui est dû aux conditions individuelles telles que la composition des eaux usées, le terrain de construction et la disposition de l’installation.
Les coûts d’exploitation annuels se situent entre 1,5 – 11 CHF/(EH*a) ou 2,5 – 17 CHF/(Hracc *a) ou 0,02 – 0,09 CHF/m³ (quantité d’eaux usées traitées). Si l’on tient également compte des frais financiers (intérêts et amortissement), les coûts annuels se situent dans une fourchette d’environ 7 à 32 CHF/(EH*a), 12 – 55 CHF/(Hracc *a) ou 0.07 – 0.27 CHF/m³ (quantité d’eaux usées traitées).
La consommation totale d’électricité des installations MP se situe entre 2 – 9 kWh/EH*a ou 0,02 – 0,1 kWh/m³, les installations d’ozone ayant tendance à consommer plus d’électricité que les installations avec du charbon actif.
La consommation d’énergie primaire, qui tient compte des réactifs importés, varie entre 10 – 80 kWh/EH*a ou 0,1 – 0,8 kWh/m³, sans qu’aucune différence significative ne soit constatée entre les installations d’ozone, de CAP et de CAG.
La consommation d’oxygène des installations d’ozone est de 1 – 5 kg/EH*a ou 10 – 55 mg/L (quantité d’eaux usées traitées), tandis que la consommation de charbon actif des installations CAP et CAG est comprise entre 0,5 – 2 kg/EH*a ou 5 – 20 mg/L. Aucune différence significative n’a été constatée dans la consommation de charbon actif entre les installations de CAP et de CAG.
Les équivalents CO2, pour les installations d’ozone, se situent dans une fourchette de 1 à 4 kg CO2 /EH*a. Les installations au charbon actif ont une empreinte carbone plus importante que les installations à l’ozone, en particulier si elles utilisent du charbon issu de matières premières d’origine fossile. Les équivalents CO2, pour les installations au charbon actif utilisant du charbon actif issu de matières premières d’origine fossiles, sont de 6 – 23 kg CO2 /EH*a, alors que des valeurs plus faibles de 3 – 7 kg CO2 /EH*a ont été observées pour les matières premières biogènes. L’utilisation de matières premières biogènes et la réactivation du charbon offrent donc un grand potentiel de réduction des émissions de CO2.
En raison de la dispersion relativement importante des données observées, il n’est pas recommandé d’établir des courbes de régression ou des moyennes à partir des données relevées. Chaque installation de MP est un cas particulier, conçu pour répondre à des exigences locales. Cela signifie qu’il n’est pas possible de déduire des données disponibles une prévision de référence pour des installations futures. Les données se prêtent toutefois très bien à une observation dans le contexte national.
- Année de publication: 2025