La séparation à la source pour une récupération des ressources : outil d’évaluation environnementale

Résumé

Les eaux usées ne sont plus vues uniquement comme une pollution à traiter, mais bien comme des ressources à valoriser, notamment les nutriments (azote et phosphore), la matière organique et l’eau. Cette étude s’est donc intéressée à différentes stratégies de récupération en évaluant des scénarios de séparation à la source des effluents domestiques à l’échelle d’un quartier selon des critères d’impacts environnementaux. Le deuxième objectif de cette étude est d’analyser l’effet de l’urbanisme sur le bilan environnemental de ces différents scénarios. Pour cela l’étude se positionne à l’échelle du quartier avec six configurations urbaines différentes et représentatives des villes européennes. Un choix délibéré de filière de traitement a été réalisé visant le recyclage des ressources avec les meilleures technologies disponibles et acceptées par la communauté scientifique. La comparaison a été réalisée avec une station d’épuration centralisée récupérant les ressources des eaux usées. Dans le but de recycler les nutriments et limiter l’impact de l’assainissement sur le changement climatique, la séparation à la source des effluents est la seule solution permettant d’atteindre des objectifs ambitieux et particulièrement la séparation des urines qui permet la récupération de l’azote à faible coût environnemental. La séparation à la source permet d’augmenter significativement les taux de récupération des nutriments sous la forme de fertilisants, passant de 6 % à 48 % (minimum) pour l’azote, et de 13 % à 58 % pour le phosphore. L’analyse du bilan sur le changement climatique montre des diminutions d’au moins 20 % de l’impact grâce à la valorisation de l’azote et de la baisse des émissions de N2O pour les scénarios de séparation des urines et des eaux noires. Pour les urbanismes denses (non pavillonnaires), il est même possible d’atteindre des réductions comprises entre 30 % et 60 % grâce à une diminution de la contribution des réseaux d’assainissement.

Abstract

Wastewater are no longer consider only as a pollution but also as resources to recover, especially nutrients (nitrogen and phosphorus), organic matter and water. This study focused on different strategies to recover these resources. The aim of this study was to evaluate source separation scenarios for the wastewater management at a district scale according to environmental criteria. The second objective of this study was to consider the effects of urban configurations on the environmental balance. To this end, the study is positioned at the district scale with six different urban configurations representative of European cities. A deliberate choice of treatment pathway was made to recover resources with the best available technologies accepted by the scientific community. The comparison was made with a centralised resource recovery plant. Source separation is the only solution to achieve ambitious objectives in terms of nutrients recovery and climate change mitigation of the sanitation system. Particularly urine source separation allows high nitrogen recovery in the form of fertiliser at low environmental cost. Source separation significantly increases nutrient recovery yields from 6% to at least 48% for nitrogen and from 13% to 58% for phosphorus. The results show a decrease of climate change impact by at least 20% due to nitrogen recovery and lower N2O emissions for scenarios with urine or blackwater separation. For dense urban developments, reductions of between 30% and 60% can even be achieved by reducing the contribution of urban sewers.