Assainissement non collectif en France : comparaison statistique de la qualité des eaux usées traitées
On-site wastewater treatment in France: statistical comparison of the outlet effluent quality
RésuméUne évaluation de 1286 données provenant de 231 installations d’assainissement non collectif a débuté en 2011 en France, afin d’évaluer la qualité des eaux usées traitées. Les concentrations des six paramètres chimiques étudiés – matières en suspension (MES), demande chimique en oxygène (DCO), demande biochimique en oxygène (DBO5), azote ammoniacal (N-NH4+), nitrates (N-NO3–) et azote Kjeldahl (NK) – se caractérisent par un taux significatif de données censurées à gauche. C’est pourquoi une méthodologie statistique robuste (modèle log-linéaire généralisé) a été mise en œuvre pour calculer les concentrations médianes en sortie de 21 dispositifs d’assainissement différents, regroupés en neuf filières et trois familles (cultures fixées sur supports fins (CFSF), cultures fixées immergées (CFI) et cultures libres (CL)). Ces 21 dispositifs sont réglementaires et 20 d’entre eux respectent la norme européenne NF EN 12566-3, le dernier est un filtre à sable drainé. Le modèle statistique permet d’étudier les effets de quatre variables explicatives : taux de charge, vieillissement, procédé et type de prélèvement, sur la distribution des concentrations des eaux usées traitées. Le principal effet identifié est le procédé. Un groupe de quatre dispositifs sur 21 présente de meilleurs résultats pour les paramètres MES et DCO, trois dispositifs proviennent de la famille CFSF (Sable1, Filtres plantés de roseaux et Copeaux de coco2) et un de la famille CFI (Lit fixe1) avec des concentrations médianes en MES égales à 8 mg/L, 4 mg/L, 10 mg/L et 4 mg/L respectivement. Quatre dispositifs ont des concentrations médianes en MES supérieures à 30 mg/L, seuil utilisé lors des essais sur plate-forme (Laine de roche1, Zéolite1, Boue activée classique1 et Sans décanteur primaire1). La qualité des eaux usées traitées est très variable selon les dispositifs et les concentrations médianes mesurées in situ pour certains dispositifs sont plus élevées (jusqu’à quatre fois supérieures) que les seuils réglementaires utilisés sur plate-forme.
Abstract
In 2011, an assessment of 1286 pieces of data from 231 on-site sanitation facilities was carried out in France, with the aim of evaluating treated wastewater quality. Concentrations of the 6 chemical parameters (total suspended solids (TSS), chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (DBO5), ammonium nitrogen (NH4+-N), nitrate nitrogen (NO3–-N) and Kjeldahl nitrogen (TKN)) studied are characterized by a significant rate of left-censored data. This is why a robust statistical methodology (generalized log-linear model) was used to calculate median outlet concentrations of 21 different sanitation systems, divided into 9 categories and 3 families (Biofilm Systems on Fine Media (BSFM), Immersed Biofilm Systems (IBS) and Activated Sludge Processes (ASP)). These 21 systems are set out in official regulations, and 20 of them meet European Standard NF EN 12566-3, including a drained sand filter. The statistical model was created to study the effects of four explanatory variables (loading rate, aging, treatment process and type of sampling) on the distribution of treated wastewater concentrations. The principal effect identified by the model is the treatment process; it permits to compare systems with each other. A group of 4 systems out of 21 returned good results for TSS and COD parameters. Three of those are from BSFM family (Sand1, Constructed Wetland and Coconut Shavings2) while one is from the IBS family (Fixed Bed1), with TSS median concentrations equal to 8 mg/L, 4 mg/L, 10 mg/L and 4 mg/L respectively. Four systems have TSS median concentrations higher than the threshold of 30 mg/L used for approval tests (Rock Wool1, Zeolite1, Classical1 and without primary settlement tank1). Treated wastewater quality is variable depending on the systems and median concentrations measured in situ for some systems are higher (4 times higher) than regulatory thresholds used on platform tests.
1,2,3,6 Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (Irstea) – UR Reversaal – Centre de Lyon-Villeurbanne – Villeurbanne
4 Centre d'études et d'expertise sur les risques, l'environnement, la mobilité et l'aménagement (Cerema) – Unité eau – Direction territoriale Île-de-France – Trappes
5 Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (Irstea) – Unité de gestion patrimoniale des infrastructures liées à l’eau – Cestas
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